揭秘黑洞中心会发生什么

　　黑洞中心的奇点是的“无人区”:在这里，物质被压缩到一个无限小的点，所有关于时间和空间的概念都被完全打破。其实奇点是不存在的;一定有什么东西可以代替奇点，但我们不确定是什么。接下来，我们来探索一些奇怪的可能性。

　　普朗克星。

　　在黑洞深处，物质可能不会被压缩成一个无穷小的点。相反，一种物质可能具有最小可能的构型，即最小可能的体积。

　　这就是所谓的“普朗克星”(Planckstar)，在圆量子引力理论中设想的天体。塌缩恒星的能量密度达到普朗克能量密度，就产生了普朗克恒星。圆量子引力理论本身就是一个高度假设的理论，是用弦理论量化引力最成功的理论。在圆形量子引力的世界里，空间和时间是量子化的，即我们周围的宇宙是由微小的离散块组成的;但是在这么小的尺度上，我们的运动似乎是平稳而连续的。

　　这个理论上的海量时空有两个优点。首先，它实现了量子力学的“梦想”——用自然的方式解释引力;其次，它使得黑洞不可能形成奇点。

　　当物质被坍缩恒星的引力压碎时，就会遇到阻力。时间和空间的离散性阻止了物质达到任何小于普朗克长度(约1.68×10-35m)的长度。所有落入黑洞的物质都被压缩成一个不大于这个尺度的球。极小，但不是无限小。

　　这种对持续压缩的阻力最终迫使物质“坍缩”(即爆炸)，从而黑洞成为暂时的物体。但从宇宙外部来看，由于黑洞周围极端的时间膨胀效应，它们的“反坍缩”需要数十亿甚至数万亿年。

　　重力真空星。

　　另一种消除奇点的尝试是所谓的gravastar，它不依赖于未经证实的量子引力理论。这是天体物理学中的一颗想象中的恒星，可以作为黑洞理论的替代。

　　黑洞和引力真空星的区别在于后者没有奇点，而是充满了暗能量。暗能量是一种渗透时空并使其向外膨胀的物质。这听起来像科幻小说中的一个设置，但它可能是真实的:暗能量在一个更大的宇宙中运行，导致我们整个宇宙迅速膨胀。

　　当物质落在一颗引力真空星上时，它实际上无法穿透事件视界(由于内部的暗能量)，所以只能挂在表面。但是在这个表面之外，引力真空恒星看起来和行为都像普通黑洞。

　　但近年来引力波探测器观测到的黑洞合并事件可能排除了引力真空星的存在，因为引力真空星的合并会产生与黑洞合并不同的信号。LIGO和处女座干涉仪发现了越来越多这样的例子。虽然在我们的宇宙中不能排除引力真空星，但目前，这种可能性越来越小。

　　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，则值得怀疑。因此，对于黑洞的奇异性，可能有一种更普遍的解释，一种基于对我们宇宙中黑洞更详细、更现实的看法的解释。无限密度点的概念来源于我们对静止、不旋转、不带电荷的黑洞的认知。真正的黑洞要有趣得多，尤其是旋转的时候。

　　黑洞的旋转会将奇点拉伸成一个环。根据爱因斯坦的广义相对论数学(这也是我们的数学工具)，一旦你通过了环奇点，你就进入了一个虫洞，然后通过白洞进入了一个全新的宇宙。所谓的“白洞”是与黑洞完全相反的时空区域。光和物质不能进入这个区域，但可以从这个区域向外辐射。

　　挑战之一是旋转黑洞的内部极其不稳定。旋转黑洞的问题是“旋转”。奇点被拉伸成一个环，以惊人的速度旋转，产生不可思议的离心力。广义相对论中，足够强的离心力会起到反重力的作用:推，而不是拉。

　　这在黑洞内部形成了一个边界，称为“内视界”。在这个区域之外，辐射在极端重力的作用下落到奇点。而辐射是由奇点环附近的反重力驱动的，转折点是内视界。当你遇到内心的地平线，你将面对一堵无限能量辐射的墙——整个宇宙的过去历史将在一瞬间爆发。

　　内视界的形成为黑洞的毁灭播下了种子，但是旋转的黑洞确实存在于我们的宇宙中。所以，这告诉我们，上面的数学计算并不准确，一些奇怪的事情正在发生。黑洞里发生了什么?我们不知道——可怕的是我们可能永远不会知道。