挑战黑洞理论 新研究提出“冻结星”概念
黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，但一项新的研究却指出，黑洞可能并非我们过去所理解的那样。近日，由以色列本·古里安大学（Ben-Gurion University）物理学教授布鲁斯坦（Ramy Brustein）领导的研究团队，在《物理评论 D》（Physical Review D）期刊上，发表了一项关于“冻结星”（frozen stars）理论的研究，指出黑洞可能是名为“冻结星”的奇异量子物体。据澳洲科学媒体报导，冻结星与黑洞在某些方面相似，但存在关键差异，可能解决所谓的“霍金辐射悖论”（Hawking radiation paradox）。这个悖论由已故物理学家霍金（Stephen Hawking）提出，指的是黑洞事件视界（event horizon）发出的辐射，似乎不携带任何关于形成黑洞物质的讯息，这与量子力学“信息守恒”的原则相矛盾。
此外，冻结星的中心，预计并不存在传统黑洞模型中的“奇点”（singularity），也就是密度无限大的点。这也解决了物理学上，无限大不可能存在于自然界的矛盾。通常，当一个理论出现无限大时，就代表这个理论可能存在局限性。
以色列学者研究指出，黑洞可能并不存在，而是“冻结星”；黑洞示意图。
布鲁斯坦表示：“冻结星是一种黑洞模拟物：超致密的天体物理物体，没有奇点，也没有事件视界，但可以模拟黑洞的所有可观测特性。如果它们真的存在，那将表明，需要对爱因斯坦的广义相对论，进行重大且根本性的修改。”
1916年，德国物理学家史瓦西（Karl Schwarzschild）首次描述了黑洞的经典模型，认为黑洞具有两个主要特征：一个密度无限大的“奇点”，以及一个任何物质，甚至连光都无法逃逸的边界，称为“事件视界”。然而，当引入量子力学时，这个模型就出现了矛盾。
1970年代，霍金发现，事件视界附近的量子效应，会导致粒子从空间真空中产生，称为“霍金辐射”。这种辐射会导致黑洞逐渐失去质量，最终完全蒸发。但是，霍金辐射似乎不携带任何关于形成黑洞物质的讯息，导致信息丢失，违反了量子力学的“资讯守恒”（信息不灭）原则，这就是“资讯丢失悖论”（information loss paradox），也是理论物理学中最重大的挑战之一。
布鲁斯坦团队发现，如果黑洞实际上是由一种超刚性物质所组成的致密天体，其特性受到弦理论（string theory）的启发，那么它们就不会坍缩成密度无限大的奇点，并且其大小略大于传统的事件视界，从而阻止了事件视界的形成。冻结星模型解决了传统黑洞模型的悖论，因为它既没有事件视界，也没有奇点。
与传统黑洞不同的是，冻结星预计具有内部结构，尽管其特性是由量子引力决定的，但这也为科学家提供了，区分冻结星与黑洞的可能性。关键证据可能存在于黑洞合并过程中产生的重力波（时空结构中的涟漪）中。布鲁斯坦表示：“这是差异最明显的时候。”
虽然冻结星模型为解决传统黑洞的悖论，提供了一个潜在的解决方案，但科学家仍然需要透过实验来验证它。如果冻结星模型的任何预测被证实，都将对天体物理学产生革命性的影响。
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