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恒星尸体也可能是黑星?像黑洞,却没有事件视界

根据一项突破性的研究,宇宙中可能存在一种全新的星体——黑星,特征介乎中子星和黑洞之间。和黑洞一样,黑星也能吞噬光线,但光线并非“一去不返”,理论上可以逃离黑星。


宇宙可能存在黑星,长得和黑洞差不多


黑洞是宇宙内的一个超致密区域,拥有异乎强大的引力,就连光线也无法逃脱。它们的质量参差不齐,有的超小,还不及一个原子,有的超大,质量相当于100多万个太阳。恒星塌陷并发生超新星爆炸时,如果超新星的质量不足以形成黑洞,便会形成中子星。中子星充满中子,体积与一座城市不相上下。


本文所说的这项新研究由意大利国际高等研究学院的物理学家劳尔·卡尔巴罗-卢比奥进行,依靠数学运算证明可能存在另一种超致密星体,拥有与黑星和引力真空星类似的特性。此前,科学家就认为存在黑星和引力真空星。这一次,卡尔巴罗-卢比奥为它们的存在提供了数学证据。


卡尔巴罗-卢比奥在一份新闻稿中指出:“这项分析的新奇之处在于,首次将所有这些要素融入到一个完全一致的模型。此外,分析结果显示存在新型星体结构,并且能够用简单到令人吃惊的方式进行描述。”


黑星没有事件视界,但仍能弯曲光线


卡尔巴罗-卢比奥的模型将广义相对论的吸引力法则与量子真空极化的排斥效应结合在一起。量子真空极化是指,真空并不是真正意义上的“虚无”,而是含有量子能和粒子。


这位物理学家指出,确定的质量阈值决定恒星在生命的最后时刻,也就是塌陷时发生什么。某种情况下,恒星会形成外观与黑洞类似,但行为与黑洞截然不同的星体,就像一个“半经典相对论星体”


这种星体与黑洞的一个巨大差异在于,它们没有事件视界。引力真空星也拥有这一特征。据《科学美国人》报道,这些星体虽然没有所谓的“不能返回临界点”,但它们的强大引力场仍能弯曲光线。


事件视界(events horizon)

也叫事象地平面,是一种时空的曲隔界线,指的是在事件视界以外的观察者无法利用任何物理方法获得事件视界以内的任何事件的信息,或者受到事件视界以内事件的影响。事件视界是从黑洞中发出的光所能到达的最远距离,也就是黑洞最外层的边界。


黑洞是宇宙中最奇异同时也是最令人着迷的天体


与彭罗斯和霍金阐述的黑洞奇点不同,这种星体的所有质量并不是集中在中央的奇点,而是分布在整个星球。此外,这种星体的存在能够为黑洞理论的一个令人困惑的疑问给出答案,即黑洞如何摧毁信息(例如光线)?理论上来说,将物体抛进黑洞,一旦物体穿过事件视界,便一去不复返。但已知的物理学定律认为,信息无法被摧毁,包括在任何坠落黑洞的物质内编码的信息。如果存在黑星,就像卡尔巴罗-卢比奥所描述的那样,它们与我们的现有框架更加匹配。


这种星体是否真的存在?一种可能性是,它们的确存在,但并不长久。卡尔巴罗-卢比奥说:“这些构造能否在天体物理学想定内动态生成,如果是这种情况,它们又能存在多长时间,所有这些都是一个未知数。”


他相信如果宇宙中存在这种致密的超紧凑星体,我们能够在几十年内发现它们。研究论文刊登在《物理学评论快报》上。


戳视频,你知道黑洞有多大吗?形象化解释不同质量的黑洞 



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来源:bigthink.com

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