科学家称新宇宙可能在垂死恒星内部形成|大爆炸|奇点|宇宙|引力|恒星|系外行星|黑洞

垂死恒星内部或能诞生新宇宙？

当大质量恒星走向终结，一场微型宇宙的创生正在悄然发生

一个膨胀的微型宇宙可以抵消恒星的坍缩物质，从而形成稳定的引力星。来源：丹尼尔扬波尔斯基与卢西亚诺雷佐拉，法兰克福大学

一项新研究表明，大质量恒星的坍缩可能会引发一个微小膨胀宇宙的诞生，而非形成黑洞。由此产生的天体被称为引力星，它将避免使黑洞如此令人困惑的奇点和事件视界。

大质量恒星通过其核心的核聚变产生光和热。这个过程产生向外的压力，平衡了向内的引力。但当一颗质量极大的恒星耗尽燃料时，这种支撑就会消失。引力开始主导，导致恒星向内坍缩，直到达到物理学家所说的奇点——一个物质被压缩到极端状态的点。

尽管黑洞被广泛认为是这种坍缩的最终结果，但它们引发了一些深刻的问题。数十亿个太阳的质量怎么能被压缩到一个点上呢？时空怎么会在奇点处变得无限弯曲呢？在那个阶段，已知的物理定律不再提供可靠的答案，因此无法预测接下来会发生什么。黑洞还会隐藏其事件视界之外的一切，这意味着物质、能量甚至光一旦越过这个边界就无法再被观测到。

引力星：黑洞的替代者？

由于这些挑战，一些科学家探索了黑洞实际上可能是其他类型天体的可能性。一种被提出的替代理论是引力真空星（gravastar，即gravitational vacuum star的缩写）。这些假设的超致密天体由于其强大的引力，几乎不可能被观测到。

与黑洞不同，引力星的外层会包含普通物质，而其内部则充满暗能量。这种神秘的能量形式会产生向外的压力，对抗引力坍缩。因此，引力星可以保持几乎与黑洞一样的质量和致密性，却既不包含奇点也不包含事件视界。

虽然引力星作为一种理论上的可能性长期以来一直引起人们的兴趣，但有一个主要问题仍未得到解答：它们究竟如何形成？

爱因斯坦方程与微型宇宙的诞生

理论物理学家丹尼尔扬波尔斯基和卢西亚诺雷佐拉教授已提出了他们所说的首个针对阿尔伯特爱因斯坦广义相对论方程的动态解，该解解释了坍缩恒星如何可能成为引力星。

他们的研究表明，在大质量恒星坍缩过程中，坍缩物质内部可能会出现一个微型宇宙。研究人员称，这一过程类似于诞生我们宇宙的大爆炸。正如暗能量被认为驱动着我们宇宙的膨胀一样，它也会推动这个新形成的微型宇宙的增长。

随着微型宇宙膨胀，它向外推挤以对抗恒星向内的引力坍缩。这种相反的力可能在黑洞形成前阻止坍缩。最终，膨胀的微型宇宙和坍缩的恒星物质之间形成了一种平衡。这种平衡造就了稳定的引力星。

研究人员表示，这一解决方案首次解释了科学家们争论了约25年的一个问题：引力星可能如何从普通物质的坍缩中形成。

极端物理学的新可能

丹尼尔扬波尔斯基在卢西亚诺雷佐拉的指导下完成硕士论文时发现了这个解决方案，他解释道：当恒星已经坍缩到几乎成为黑洞的程度时，新生宇宙的大爆炸就可能发生。

物质在这种极端压缩状态下的行为仍未被充分理解，这使得新物理效应可能出现的可能性依然存在。正如Jampolski所指出的：更容易想象的是，大爆炸只发生在非常晚的阶段，那时物质已经被压缩到极端程度，从而产生新的效应。

歌德大学理论天体物理学教授雷佐拉强调，探索替代方案并不意味着否定黑洞。他补充道：寻找黑洞的替代方案不应被视为对黑洞的怀疑，黑洞仍是引力坍缩命运最自然、最简单的解决方案。然而，作为普通科学家，尤其是理论物理学家，对未知保持无偏见的态度至关重要，因此既要探索公认的观点，也要探索更奇特的解释。历史告诉我们，后者成为前者的情况并不少见。

参考文献10.1103c6lwnx7k