黑洞內部有星體嗎？來看看！

科技 06-15

黑洞內部有星體嗎？來看看！

問題纏身的黑洞

黑洞的魅力依舊不減，科學家對它的研究始終沒有停止過。黑洞是愛因斯坦的廣義相對論所預言的一種時空區域，這裡引力足夠強，任何掉進黑洞的物質，包括光，都無法從中逃逸出去。科學家發現，當一個比較大的恆星燃燒掉自己所有的燃料後，內部就沒有足夠的能量去抵抗自身的引力，這時恆星就會在自身引力作用下坍縮為一個黑洞。既然沒有任何力去阻止其繼續坍縮，那麼黑洞中心最終會形成一個具有無限大密度的奇點。所有的物理定律在奇點處都會失效，因為我們的理論是無法處理無窮大的問題的，所以我們也無從知曉這裡隱藏了什麼秘密。

這還沒完，黑洞還有一個更大的問題。許多科學家相信所有的黑洞都會向外輻射，它們會慢慢蒸發，最終消失得一乾二淨，這就會產生問題：掉進黑洞的物質所攜帶的信息會有怎樣的結局?難道會隨著黑洞蒸發也消失得一乾二淨?但如果消失了，這就違反了量子力學的一個要求，即信息不能被毀滅。這個問題稱為「信息悖論」，是困擾物理學界的最棘手問題之一。

誕生在黑洞內部的星體

而現在，來自法國和荷蘭的兩名科學家終於找到了一個極為簡單的解決方案。這倆人認為，每一個黑洞內部都會形成一個很小的星體。不過他們考慮這個問題首先是從對整個宇宙的研究來著手的。

如果整個宇宙最終會停止膨脹，然後開始坍縮，並最終擠壓到一起，到時會發生什麼?他們認為，此時量子引力所產生的某些效應，會阻止宇宙坍縮成密度無窮大的一點。當物質的尺度接近到物理世界中最小的尺度，即普朗克尺度時，宇宙就會無法坍縮下去了，反而會被反彈開來。但是要注意的是，反彈發生時並不是整個宇宙的尺度變成普朗克尺度才發生，而是當物質的能量密度達到1個普朗克密度時才會發生。1個普朗克密度相當於1023個太陽擠壓到一個原子核時的能量密度。他們計算出，宇宙在發生反彈時自身的空間尺度，比普朗克尺度大了75個數量級(1075倍)。

這兩名科學家認為，黑洞里坍縮的過程也適用於他們的理論。黑洞中心並不會形成一個奇點，當坍縮物質的能量密度達到1個普朗克密度時，量子引力的相關效應也會阻止物質繼續坍縮下去。而這時黑洞內部就會形成一個很小的星體，他們把這個星體稱為「普朗剋星」。不過，普朗剋星其實非常非常小，普通的恆星所形成的普朗剋星的直徑大約為10-10厘米，不過仍比普朗克長度大了30個數量級(1030倍)。

普朗剋星當然不是穩定的。如同宇宙最終會被反彈開來一樣，普朗剋星最終也會發生爆炸。那麼它的壽命究竟有多長呢?這兩名科學家發現普朗剋星的壽命極其短暫，存在的時間相當於一束光越過它所花的時間。這麼短命，但不要緊，因為對於處在外面的觀測者來說，普朗剋星的壽命還是很長的。這是由於從相對論效應來說，引力越強的地方時間流逝得越慢。對於處在外面的觀測者來說，普朗剋星的壽命跟它所在的黑洞壽命差不多是一樣的。

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