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    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。

    image.png
    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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    Superman
    LV2 无名的过客
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      太生气了,无法HOLD啦 >_<......
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