黑洞可能并不是我们以为的那种东西。

黑洞可能并不是我们以为的那种东西。NASA / JPL-Caltech

黑洞中心有一个奇点，似乎已经成了人人皆知的常识。但是奇点这个概念其实更接近于数学而非物理现实。

黑洞的概念最早是1915年由卡尔・史瓦西根据爱因斯坦的广义相对论提出的。其理论预言黑洞中心是一个密度无限大的奇点，黑洞的所有质量都集中于这一点。

但是物理学的基本原则告诉我们，现实中并不存在无限。所有出现了无限概念的物理学理论，都意味着这个理论中存在着不精确或不完备。

如果从这个角度来看，那就意味着黑洞理论是不完整的，甚至是有错误的。因此很多科学家在致力于寻找黑洞的替代理论。

近日波兰格担斯克大学的研究人员在《物理学评论》杂志D卷上发文认为，黑洞很可能是一种截然不同的天体——“引力星（Gravastar）”。

引力星是一种大约二十年前才被提出的假想天体。它们由真空能量构成。而真空能量其实就是推动宇宙加速膨胀的“暗能量”。引力星理论与黑洞理论相比其的最大优势是，它不需要引入奇点的概念。

理论上，引力星和黑洞一样，可以是大质量恒星演化末期的产物。但是与黑洞不同的是，它的中心没有奇点。它是一个依靠内部暗能量维持稳定的极薄的物质球面。

研究人员对粒子和辐射会在这些假想天体中发生怎样的相互作用，包围着它的大量炽热物质会受到怎样的影响，以及围绕它以近光速飞行的巨大气团会带有什么样的特性进行了研究。

结果发现，引力星在这些情况下与黑洞的表现一般无二。这表明引力星假说不会与现有的黑洞观测结果发生冲突。研究人员还发现，引力星也会和黑洞一样，形成所谓的“黑洞之影”。

但引力星形成的“黑洞之影”并非是因为光被困在视界内造成的，其形成机制实际上是所谓的“引力红移”，与光试图穿越强引力场而导致的能量丢失有关。

研究人员认为，鉴于无需引入奇点概念，以及两者在表现上的极大相似性，引力星模型可能是史瓦西黑洞模型的强有力竞争者。由于两者产生的发射线有所不同，未来人们可以通过辨识这种细微的差异来区分它们。

推动宇宙加速膨胀的暗能量，是否也构成了黑洞？NASA / ESA

参考Observational imprints of gravastars from accretion disks and hot spotshttps://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.084002