揭秘黑洞中心會發生什麼

　　黑洞中心的奇點是的“無人區”:在這裡，物質被壓縮到一個無限小的點，所有關于時間和空間的概念都被完全打破。其實奇點是不存在的;一定有什麼東西可以代替奇點，但我們不确定是什麼。接下來，我們來探索一些奇怪的可能性。

　　普朗克星。

　　在黑洞深處，物質可能不會被壓縮成一個無窮小的點。相反，一種物質可能具有最小可能的構型，即最小可能的體積。

　　這就是所謂的“普朗克星”(Planckstar)，在圓量子引力理論中設想的天體。塌縮恒星的能量密度達到普朗克能量密度，就産生了普朗克恒星。圓量子引力理論本身就是一個高度假設的理論，是用弦理論量化引力最成功的理論。在圓形量子引力的世界裡，空間和時間是量子化的，即我們周圍的宇宙是由微小的離散塊組成的;但是在這麼小的尺度上，我們的運動似乎是平穩而連續的。

　　這個理論上的海量時空有兩個優點。首先，它實現了量子力學的“夢想”——用自然的方式解釋引力;其次，它使得黑洞不可能形成奇點。

　　當物質被坍縮恒星的引力壓碎時，就會遇到阻力。時間和空間的離散性阻止了物質達到任何小于普朗克長度(約1.68×10-35m)的長度。所有落入黑洞的物質都被壓縮成一個不大于這個尺度的球。極小，但不是無限小。

　　這種對持續壓縮的阻力最終迫使物質“坍縮”(即爆炸)，從而黑洞成為暫時的物體。但從宇宙外部來看，由于黑洞周圍極端的時間膨脹效應，它們的“反坍縮”需要數十億甚至數萬億年。

　　重力真空星。

　　另一種消除奇點的嘗試是所謂的gravastar，它不依賴于未經證實的量子引力理論。這是天體物理學中的一顆想象中的恒星，可以作為黑洞理論的替代。

　　黑洞和引力真空星的區别在于後者沒有奇點，而是充滿了暗能量。暗能量是一種滲透時空并使其向外膨脹的物質。這聽起來像科幻小說中的一個設置，但它可能是真實的:暗能量在一個更大的宇宙中運行，導緻我們整個宇宙迅速膨脹。

　　當物質落在一顆引力真空星上時，它實際上無法穿透事件視界(由于内部的暗能量)，所以隻能挂在表面。但是在這個表面之外，引力真空恒星看起來和行為都像普通黑洞。

　　但近年來引力波探測器觀測到的黑洞合并事件可能排除了引力真空星的存在，因為引力真空星的合并會産生與黑洞合并不同的信号。LIGO和處女座幹涉儀發現了越來越多這樣的例子。雖然在我們的宇宙中不能排除引力真空星，但目前，這種可能性越來越小。

　　普朗克星和引力真空星可能有很大的名字，但是否真的存在，則值得懷疑。因此，對于黑洞的奇異性，可能有一種更普遍的解釋，一種基于對我們宇宙中黑洞更詳細、更現實的看法的解釋。無限密度點的概念來源于我們對靜止、不旋轉、不帶電荷的黑洞的認知。真正的黑洞要有趣得多，尤其是旋轉的時候。

　　黑洞的旋轉會将奇點拉伸成一個環。根據愛因斯坦的廣義相對論數學(這也是我們的數學工具)，一旦你通過了環奇點，你就進入了一個蟲洞，然後通過白洞進入了一個全新的宇宙。所謂的“白洞”是與黑洞完全相反的時空區域。光和物質不能進入這個區域，但可以從這個區域向外輻射。

　　挑戰之一是旋轉黑洞的内部極其不穩定。旋轉黑洞的問題是“旋轉”。奇點被拉伸成一個環，以驚人的速度旋轉，産生不可思議的離心力。廣義相對論中，足夠強的離心力會起到反重力的作用:推，而不是拉。

　　這在黑洞内部形成了一個邊界，稱為“内視界”。在這個區域之外，輻射在極端重力的作用下落到奇點。而輻射是由奇點環附近的反重力驅動的，轉折點是内視界。當你遇到内心的地平線，你将面對一堵無限能量輻射的牆——整個宇宙的過去曆史将在一瞬間爆發。

　　内視界的形成為黑洞的毀滅播下了種子，但是旋轉的黑洞确實存在于我們的宇宙中。所以，這告訴我們，上面的數學計算并不準确，一些奇怪的事情正在發生。黑洞裡發生了什麼?我們不知道——可怕的是我們可能永遠不會知道。