黑洞奇點違背物理學，新的研究可能最終會消除它們 _黑洞

新的研究表明，黑洞是一種奇怪的宇宙物體，可能并不像看上去的那樣。（圖片來源：美國航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院）
據美國太空網（安德烈·費爾德曼）：黑洞是宇宙中最神秘的物體之一，能夠使周圍的空間結構劇烈變形，甚至連光都無法逃脫它們的引力控制。但事實證明，科學家們對這些神秘物體的大部分了解可能是錯誤的。
根據4月發表在《物理評論D》雜志上的一項新研究，黑洞實際上可能是完全不同的天體，被稱為引力星。
研究合著者、波蘭格但斯克大學物理學教授João Luís Rosa在一封電子郵件中告訴《實時科學》：“Gravastar是（2001年）作為黑洞的替代品引入的假想天體。” 。“它們可以被解釋為由真空能量或暗能量組成的恒星：推動宇宙加速膨脹的能量類型相同。”
用gravastars解決黑洞悖論
德國物理學家和天文學家卡爾·史瓦西于1915年根據阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論的計算首次預測了黑洞。
多年來，天文觀測似乎證實了類似黑洞的物體的存在。然而，史瓦西對這些空間物體的描述有一些不足之處。
特別是，黑洞的中心被預測為一個密度無限高的點，稱為奇點，黑洞的所有質量都集中在這里，但基礎物理學告訴我們，無窮大是不存在的，它們在任何理論中的出現都標志著它的不準確或不完整。
羅莎說：“這些問題表明，黑洞模型中存在錯誤或不完整的地方，有必要開發替代模型。” 。“gravastar是提出的許多替代模型之一。gravastar的主要優點是它們沒有奇點。”

暗能量是一種奇怪的現象，被認為是宇宙加速膨脹的原因。但它是否也會像gravatar理論所暗示的那樣，將黑洞連接在一起？（圖片來源：美國國家航空航天局/歐空局/哈勃；致謝：朱迪·施密特（哥斯拉））
像普通黑洞一樣，巨星應該出現在大質量恒星進化的最后階段，當它們內部物質的熱核燃燒過程中釋放的能量不再足以克服重力，恒星坍塌成密度更大的物體時。但與黑洞不同的是，Gravastar預計不會有任何奇點，而是被認為是物質的薄球體，其穩定性由其內部的暗能量維持。
為了找出Gravastar是否是奇異黑洞的可行替代品，Rosa和他的同事研究了粒子和輻射與這些假設物體的相互作用。
利用愛因斯坦的理論，作者們研究了如果超大質量黑洞實際上是巨星，那么圍繞這些黑洞的巨大熱物質質量將如何出現。他們還仔細研究了“熱點”的性質——以接近光速圍繞黑洞運行的巨大氣泡。
他們的發現揭示了Gravastar和黑洞的物質發射之間驚人的相似性，這表明Gravastar與科學家對宇宙的實驗觀測并不矛盾。此外，研究小組發現，gravastar本身應該看起來幾乎像一個單一的黑洞，產生可見的陰影。
羅莎說：“這種陰影不是由光被困在視界中引起的，而是由一種稍有不同的現象引起的，這種現象被稱為‘引力紅移’，導致光在穿過具有強大引力場的區域時失去能量。” 。“事實上，當這些替代物體附近區域發出的光到達我們的望遠鏡時，它的大部分能量會被引力場損失，導致這種陰影的出現。”
Schwarzschild的黑洞模型和gravastars之間驚人的相似之處突出了后者作為一種現實的替代方案的潛力，不受奇點的理論陷阱的影響。
然而，這一理論需要實驗和觀測的支持，研究作者認為這些實驗和觀測可能很快就會實施。雖然巨星和奇異黑洞在許多方面可能表現相似，但發射光的細微差異可能會使它們區別開來。
羅莎說：“為了通過實驗測試我們的結果，我們期待著引力物理學的下一代觀測實驗。”她指的是智利超大望遠鏡中增加的黑洞狩獵事件視界望遠鏡和GRAVITY+儀器。“這兩個實驗旨在密切觀察星系中心附近發生的事情，特別是我們自己的銀河系。”