黑洞的新说是什么？

黑洞新说

在天文观察上，有关黑洞的新观念和正统黑洞理论两者对黑洞的描绘很难区分，这就使对它们的验证很难——但这并非不可能。引力波应该能揭示围绕黑洞的时空形状。正统理论所理解的黑洞，是一个没有真实表面的简单物体，它只具有两种可能的形状。因而，在目前已经开始运作的那些引力波观测站中，只要有一个站点能发现有与此不同的形状，现在的物理学理论格局就将面临一次大地震。

对此，另一种新观点走得更远：暗能量物质不仅可能会冻结，而且这将使相对论崩溃。这种观点近年来成了量子引力理论的一匹黑马。该观点的支持者们宣称，在物理学基本规律与物质液态和固态（固态也被看做物质的凝缩态）行为特性之间有相同之处。广义相对论无法给出声音在运动的液体里进行传播的方程式；声波在液体里被截留，很大程度上类似于光在黑洞里被截留。也许，时空可以被形象地描绘为一种液体。

凝缩态物质的行为是集体性的，单个分子的特性几乎不起什么作用；系统的特征只有在集体行为发生后才显现出来。比如当水凝结时，分子并不改变，但集体行为却发生了改变，因而原本适用于液体的定律就不再起作用。在适当条件下，液体会转化为受量子力学支配的“超液体”，甚至在宏观尺度下也是如此。

在这个问题上，夏皮林与其他几位来自斯坦福大学的物理学家如埃文·霍尔菲尔德和罗伯特·劳克林等人都认为，在事件视界中有类似的现象发生。相对论方程式不再有效，新的定律出现了。夏皮林说：“如果我们把时空看做一种超液体，那么很自然，在事件视界上其实可以认为是发生了某种物理现象——也就是说，正统的视界观念可由量子相变概念来取代。”黑洞能摧毁恒星，产生高能辐射，弯曲时空结构——通过天文观察，不难看到它们巨大吸引力所造成的种种奇异天文现象。但最不可思议的是：“奇点”究竟是什么？在关于黑洞的经典看法中，其他物质进入黑洞视界，即落入黑洞奇点中，一切就完了，里面再发生什么永远无从知道。

当然从相对论看来，那里并没有什么特殊的事情发生：物理学规律在任何地方都是一样的。对量子力学而言，事件视界的概念则是完全荒谬的。视界概念竟然允许信息从我们的世界中丧失，这种丧失是量子理论不承认的。美国劳伦斯－利弗莫尔国家实验所的物理学家夏皮林说：“你在学校里学到的有关黑洞的一切几乎都是错误的，因为正统物理学的黑洞时空观与量子力学不一致。”

于是，对黑洞的新解取消了事件视界概念。按照这种新观点，当其他能阻止恒星坍塌的因素都失败时，事实上仍存在着一种阻止恒星坍塌的力，这就是引力本身，因为在特定状态的物质中，引力会转化为一种排斥力。这也被称为“暗能量”，据认为这就是推动宇宙加速膨胀的力量。

关于黑洞的新观点改变了相对论奠定的传统概念，提出新主张的科学家说，“你在学校里学到的有关黑洞的一切几乎都是错误的，因为正统物理学的黑洞时空观与量子力学不一致”

关于黑洞，经典的观点把它描绘为在自身的重力作用下向内坍塌的恒星的残余物，一个密度无限大的奇点，能把恒星、光等各种各样的物质吞噬掉；在黑洞的周围有一个事件视界，该视界标志着黑洞的势力范围，一旦黑洞外面的物质落入其中就有去无回。

而一些标新立异的研究者们，在过去数年间提出了与传统思想迥异的观点，认为黑洞事实上也是具有广延的巨大物体，是由恒星坍塌过程中产生的一种奇异态的，如液体冻结成冰似的凝结物质构成的；黑洞其实是一个由暗能量构成的“黑星”，被吸进去的物质事实上是在高密度的“黑星”球体上崩解了。这种观点为量子引力理论提供了一种富有启发性的新思路。