黑洞不存在？所谓黑洞其实是“暗能量星”

据国外媒体报道，到明年初，我们可能会瞥见银河系中心的超大质量黑洞。在过去的几年里，视界望远镜(有效直径相当于地球的虚拟望远镜)一直在观察人马座A*。大多数天体物理学研究人员认为，由地球周围的望远镜拍摄的照片将揭示黑洞的真相:我们可能会看到一个明亮的光漩涡，在中心有一个黑色的影子——视界。在视界内的区域，黑洞奇点的引力变得如此之强，以至于光都无法逃脱。

然而，美国劳伦斯·伯克利国家实验室的物理学家乔治·查普林认为我们不会看到这个黑洞。他甚至不相信黑洞真的存在。在2005年接受《自然》采访时，他说，“黑洞不存在的概率几乎是100%。”基于他之前与诺贝尔奖得主罗伯特·拉布林的合作研究，他提出了一个黑洞替代模型，称为“暗能量星”。暗能量是指一种渗透整个宇宙的特殊能量，能够抵抗重力的收缩，从而不断扩大空间和时间。卓别林认为，一颗坍缩的恒星积累了巨大的能量，足以将恒星中的质子和中子衰变为光子气体和其他基本粒子，同时产生所谓的“真空能量滴”。这些物质会形成“凝聚态”时空，就像气体在一定压力下会转化成液体一样。这些“凝聚态时空”所包含的暗能量密度比恒星周围的时空要高得多，这可以提供足够的压力来抵抗重力的作用，从而防止奇点的形成。如果在时间和空间上没有奇点，就不会有黑洞。

这一观点在天体物理学中很难得到支持。在过去的10年里，卓别林在这一领域的论文被引用的次数只有一位数。相比之下，他最受欢迎的粒子物理学论文被引用了600多次。但是卓别林相信他“独自漫游”的日子将很快结束，因为视界望远镜将提供“暗能量星”确实存在的证据。

这一理论可以追溯到2000年卓别林、拉布林、埃文·霍菲尔德和大卫·圣地亚哥合著的一篇论文。在他们的论文中，他们将时空描述为玻色-爱因斯坦凝聚，一种当极低密度气体冷却到接近绝对零度时产生的物质状态。卓别林和拉布林的模型实际上是量子力学:广义相对论被提出来解释时空凝聚态的大规模行为。当获得或失去能量时，这个模型中的时空也会经历状态的变化。其他科学家也认为这是一个可行的解释。2009年，几位日本物理学家在他们的论文中提出，“玻色-爱因斯坦凝聚体”是用于模拟弯曲时空的最有前途的量子流体之一。

卓别林和拉布林认为，被大多数科学家视为黑洞的塌缩恒星，实际上可以被描述为时空正在经历状态转换的区域。他们发现广义相对论适用于坍缩恒星附近的任何地方，除了视界，它是两个不同时空状态的分界线。

在卓别林等人提出的“凝聚态模型”中，塌缩恒星周围的视界不再是物质“来回运动”的分界线，而是一个可以跨越的物理界面。有了这一特征和黑洞的关键特征——奇点的消失，与黑洞相关的悖论(如信息毁灭悖论)就不会出现。拉布林一直很谨慎，不愿意根据他和卓别林的原始观点做出太多的推论。他认为卓别林寻找暗能量星并非没有道理，“但我们愿意投入不同的能量来观察所谓的“黑洞”内部的真空。拉布林说，在做出任何判断之前，他仍处于观望状态，直到实验数据揭示了更多的“黑洞”内部状态。然后我将写另一篇关于这个主题的论文。"

近年来，卓别林一直与其他几位科学家合作，包括南卡罗来纳大学的帕韦尔·马祖尔和德国莱比锡大学的皮奥特·马瑞茨基，以不断改进其暗能量恒星模型。根据他的结论，暗能量恒星既不是球形也不是像黑洞一样的扁圆形，而是甜甜圈。卓别林认为，时空凝聚态的量子效应会在一个稠密的天体(如一颗不断旋转的暗能量星)内部沿着旋转轴产生一个巨大的旋涡。因为漩涡内部是中空的(就像水中的漩涡)，所以在暗能量星的中心会形成一个中空，就像无籽苹果一样。此外，当用量子力学建立旋转超流液滴模型时，可以观察到类似的效果:在旋转的液滴内部也产生中心涡流，并且液滴的形状从球形变为圆形。

卓别林认为，这种奇怪的环形结构不是暗能量恒星的缺陷，而是一个有用的特征，可以解释天体物理喷流(即沿着黑洞等致密天体的旋转轴喷射的高能电离物质喷流)的起源和形状。他认为在暗能量恒星中有一种机制比主流理论更能解释天体物理喷流的形成:能量从黑洞周围的吸积盘中提取，然后集中在沿着黑洞旋转轴的一个窄带上。卓别林认为落在暗能量星上的物质和能量会飞向“甜甜圈洞”，而围绕“甜甜圈洞”旋转的电子会产生非常强的磁场，为喷流提供驱动力。

据卓别林说，科学家最近用罗切斯特大学的欧米茄激光装置进行了一系列实验。使用激光，在平面上产生环形激发区域，这又产生磁化射流。虽然这些实验的发展与暗能量恒星无关，但卓别林认为它们为他的理论提供了实验基础，因为根据他的假设，在暗能量恒星中心的圆孔周围也会发生圆形激发现象。他认为这将是证明暗能量恒星存在的关键。卓别林说:“这个(环形结构)最终应该在视界望远镜拍摄的图像上清晰可见。”

卓别林还指出，暗能量恒星在光线下不会完全透明，物质和光可以穿过它们。它的内部不会是黑暗的，它后面的其他恒星可以透过它看到，只是图像有些扭曲。然而，其他物理学家仍然怀疑这种黑洞替代模型是否能反映在视界望远镜的数据中。意大利国际高等研究院的物理学家拉乌尔·卡瓦略-卢比奥也提出了他自己的黑洞替代模型，称为“半经典相对论恒星”。卡尔巴洛·卢比奥指出:“这些替代模型和黑洞之间的差异可能太小，无法被视界望远镜探测到。”

卓别林计划今年12月在圣巴巴拉科维利理论物理研究所讨论他的暗能量恒星理论。但他说，即使他的预测得到证实，他也不指望一夜之间说服整个科学界。“我估计，视界望远镜的结果将在未来几年内极大地迷惑研究人员。”