根據(jù)一項突破性的研究,宇宙中可能存在一種全新的星體——黑星,特征介乎中子星和黑洞之間。和黑洞一樣,黑星也能吞噬光線,但光線并非“一去不返”,理論上可以逃離黑星。
宇宙可能存在黑星,長得和黑洞差不多
黑洞是宇宙內(nèi)的一個超致密區(qū)域,擁有異乎強大的引力,就連光線也無法逃脫。它們的質(zhì)量參差不齊,有的超小,還不及一個原子,有的超大,質(zhì)量相當于100多萬個太陽。恒星塌陷并發(fā)生超新星爆炸時,如果超新星的質(zhì)量不足以形成黑洞,便會形成中子星。中子星充滿中子,體積與一座城市不相上下。
本文所說的這項新研究由意大利國際高等研究學院的物理學家勞爾·卡爾巴羅-盧比奧進行,依靠數(shù)學運算證明可能存在另一種超致密星體,擁有與黑星和引力真空星類似的特性。此前,科學家就認為存在黑星和引力真空星。這一次,卡爾巴羅-盧比奧為它們的存在提供了數(shù)學證據(jù)。
卡爾巴羅-盧比奧在一份新聞稿中指出:“這項分析的新奇之處在于,首次將所有這些要素融入到一個完全一致的模型。此外,分析結(jié)果顯示存在新型星體結(jié)構,并且能夠用簡單到令人吃驚的方式進行描述?!?/span>
黑星沒有事件視界,但仍能彎曲光線
卡爾巴羅-盧比奧的模型將廣義相對論的吸引力法則與量子真空極化的排斥效應結(jié)合在一起。量子真空極化是指,真空并不是真正意義上的“虛無”,而是含有量子能和粒子。
這位物理學家指出,確定的質(zhì)量閾值決定恒星在生命的最后時刻,也就是塌陷時發(fā)生什么。某種情況下,恒星會形成外觀與黑洞類似,但行為與黑洞截然不同的星體,就像一個“半經(jīng)典相對論星體”。
這種星體與黑洞的一個巨大差異在于,它們沒有事件視界。引力真空星也擁有這一特征。據(jù)《科學美國人》報道,這些星體雖然沒有所謂的“不能返回臨界點”,但它們的強大引力場仍能彎曲光線。
事件視界(events horizon)
也叫事象地平面,是一種時空的曲隔界線,指的是在事件視界以外的觀察者無法利用任何物理方法獲得事件視界以內(nèi)的任何事件的信息,或者受到事件視界以內(nèi)事件的影響。事件視界是從黑洞中發(fā)出的光所能到達的最遠距離,也就是黑洞最外層的邊界。
黑洞是宇宙中最奇異同時也是最令人著迷的天體
與彭羅斯和霍金闡述的黑洞奇點不同,這種星體的所有質(zhì)量并不是集中在中央的奇點,而是分布在整個星球。此外,這種星體的存在能夠為黑洞理論的一個令人困惑的疑問給出答案,即黑洞如何摧毀信息(例如光線)?理論上來說,將物體拋進黑洞,一旦物體穿過事件視界,便一去不復返。但已知的物理學定律認為,信息無法被摧毀,包括在任何墜落黑洞的物質(zhì)內(nèi)編碼的信息。如果存在黑星,就像卡爾巴羅-盧比奧所描述的那樣,它們與我們的現(xiàn)有框架更加匹配。
這種星體是否真的存在?一種可能性是,它們的確存在,但并不長久??柊土_-盧比奧說:“這些構造能否在天體物理學想定內(nèi)動態(tài)生成,如果是這種情況,它們又能存在多長時間,所有這些都是一個未知數(shù)?!?/span>
他相信如果宇宙中存在這種致密的超緊湊星體,我們能夠在幾十年內(nèi)發(fā)現(xiàn)它們。研究論文刊登在《物理學評論快報》上。
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來源:bigthink.com