天文学家和物理学家一直认为奇点的观点是错误的

黑洞是宇宙中最神秘的东西之一。它们的时空结构扭曲到光线无法逃逸。根据爱因斯坦的广义相对论，黑洞中心有一个奇点，许多恒星的质量被挤压到一个体积接近于零的地方。然而，12月10日发表在《物理评论快报》(物理评论快报)和《物理评论D》(物理评论D)上的两篇论文，可能会让科学家重新思考我们对黑洞的认知。研究人员在论文中指出，黑洞可能不会永远存在，我们对其性质和中心的猜测可能完全错误。

爱因斯坦物理学的边界

长期以来，天文学家和物理学家一直认为奇点的观点是错误的。如果一个物体有质量但没有被提及，那么它有无限的密度。此外，尽管研究人员有时会提到无限这个词，但自然界中并不存在类似的无限。相反，当你在实际物理问题中遇到“无穷大”或“无穷大”时，真正的意思是你已经把数学方法推出了它们的应用领域。你需要新的数学。

这样的例子并不少见。牛顿引力定律指出，引力与质量的乘积成正比，与距离的平方成反比。因此，如果你拿着一个球远离地球，它会“感觉”到一定的重量；然后，当你把球靠近地球时，重量会逐渐增加。把万有引力定律方程推到极限，就是当你把球无限靠近地心的时候，理论上它会受到无限的引力。然而，事实并非如此。

当你把一个物体靠近地球表面时，牛顿引力定律不再适用。你必须考虑地球质量的实际分布，这意味着你需要使用更复杂的方程来预测不同的结果。同样，当爱因斯坦的广义相对论预言黑洞中心存在密度无限大的奇点时，不可能是这样。在很小的范围内，科学家需要引入一种新的引力理论，这种理论被称为“量子引力”。

简单来说，量子引力的意思是“最小尺度上的引力”，但这个术语并不代表某个特定的理论。然而，科学家们提出了一些具体的理论建议来描述微观宇宙中的引力效应。其中一个建议叫做“环圈量子引力”。

圆量子引力在数学上已经有了明确的定义。它将时空结构描述为随时间演化的自旋网络晶格。自旋网络只是描述粒子和场如何相互作用的数学公式。从更实际的角度来看，圆量子引力理论预言时空是量子化的，可能存在最小的时间或空间单位，使得时空结构无法细分。

奇点还是白洞？

量子引力理论是一个困难的数学理论，它阻止研究人员对黑洞内部做出可测试的预测。然而，宾夕法尼亚州立大学的Abhay Ashtekar和Ha Weier Olmedo以及路易斯安那州立大学的Parampreet Singh将圆形量子引力理论应用于黑洞的中心。他们声称结果表明不存在奇点。

他们的计算预测时空在黑洞中心附近强烈弯曲；因此，未来时空将进入一个具有“白洞”结构的区域。所谓的“白洞”就像一个反向黑洞。它不会像黑洞一样吞噬物质，而是把它抛出去。

也许我们可以用另一种方式想象他们的预测结果。众所周知，在强引力场中，时间会变慢；黑洞拥有宇宙中最强大的引力场。因此，我们可以这样解释这项新研究，即物质进入黑洞后被“反弹”，其质量被抛入宇宙。因为黑洞中心附近的时间太慢，这个“反弹”过程需要很多时间。如果研究人员是对的，那么在遥远的未来，科学家们也许能够发现，黑洞今天所处的位置，物质将继续涌出，并遍布整个宇宙。

当然，在理论科学中，研究者们提出了太多有趣且引人注目的观点，但后来都被事实所否定。这份新工作可能也是如此。重要的是我们能否为这样的理论观点找到实验支持。

可能性仍然存在，尽管很少。科学家们在太空中观察到了一些非常高能的现象，但他们还没有完全解释清楚。一种现象是高能宇宙射线撞击地球大气层，另一种现象是所谓的“快速射电爆发”。快速射电暴也是一种高能天体物理现象，是指在遥远的宇宙中突然出现的一种短而猛烈的无线电波暴，持续时间极短。至少在原理上，这两种现象可能是黑洞变成白洞的标志。

显然现在接受这个有趣的新观点还为时过早。相反，谨慎的做法是看应用圈量子引力的计算是如何进行的。如果预测结果得到改进，开始更适合一些无法解释的天文现象，那么新的结果不仅可以解释量子引力原理，还可以重塑我们对宇宙过去和未来的认识。

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