黑洞真的是暗能量恒星吗?

W银河系中心的超大质量黑洞看起来像什么?明年年初，我们可能就会知道了。事件视界望远镜——实际上是一个有效直径为地球的虚拟望远镜——在过去的几年里一直指向人马座a *。大多数天体物理学社区的研究人员预计,其图像,从望远镜在地球上,将会显示一个黑洞的迹象:明亮的光,产生的气体盘困在黑洞的轨道,围绕着一个黑色的影子在中心视界。它包围了一个空间区域，在那里，黑洞奇点的引力太强，光无法逃脱。

但是劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家乔治·霍普林，不希望看到一个黑洞。他不相信他们是真实的。在2005年，他告诉过自然“几乎可以肯定黑洞不存在”，并在他之前与诺贝尔物理学奖得主罗伯特·劳克林(Robert laughlin)所做的工作的基础上，提出了一个他称之为“暗能量恒星”的替代模型。暗能量是物理学家用来描述一种似乎渗透整个宇宙的特殊能量的术语。它扩展了时空本身的结构，即使重力试图将物体拉近。卓别林认为，坍缩的恒星中蕴含的巨大能量导致其质子和中子衰变为光子和其他基本粒子组成的气体，以及他所说的“真空能量滴”。它们形成了一个时空的“浓缩”阶段——就像气体在足够的压力下转变为液体一样——暗能量的密度比恒星周围的时空要高得多。这就提供了必要的压力来控制重力，防止奇点的形成。没有时空中的奇点，就没有黑洞。

这个想法在天体物理社区 - 过去十年中，关于这一话题的杂志的论文只获得了单位数的引用。相比之下，他在粒子物理学中最受欢迎的纸张已被引用超过600次。但是山坡怀疑他在科学荒野中徘徊的日子可能很快就会结束。他认为，事件Horizo​​ n Telescope将提供证据，以至于黑暗能源明星是真实的。

这种奇怪的环形几何不是暗能量恒星的缺陷，而是一种特征。

这个想法要追溯到2000年纸与Evan Hohlfeld和David Santiago一起，其中Chapline和Laughlined Spacetime作为Bose-Einstein冷凝物 - 在将极低密度的气体到极低的温度下，近绝对零时出现的物质状态。Chapline和Laughlin的模型是Quantum机械本质上：一般相对论因时空冷凝物在大鳞片上表现的方式而出现。在该模型中的时期也在收益或失去能量时经历相变。其他科学家认为这也是一个有前途的道路。一个2009年纸一群日本物理学家表示，“[Bose-einstein缩合物]是最有前景的量子液之一，用于”类似弯曲的时空。

卓别林和劳克林认为，他们可以把大多数科学家认为是黑洞的坍缩恒星描述为时空经历了相变的区域。他们发现，广义相对论定律在坍缩恒星附近的任何地方都是有效的，除了事件视界，它标志着时空两个不同阶段的边界。

在凝聚模型中，坍缩恒星周围的视界不再是一个无法返回的点，而是一个可穿越的物理表面。这一特征，连同黑洞的标志性特征奇异性的缺乏，意味着与黑洞相关的悖论，如破坏的信息,不要出现。劳克林对超出他和卓别林最初想法的猜测保持沉默。他相信卓别林在暗能量恒星上有所发现，“但我们的不同之处在于我们愿意做的关于真空中可能存在的‘阶段’的推测”，也就是大多数科学家所说的黑洞，劳林说。他在等待实验数据揭示更多关于内部阶段的信息。“然后我会就这个主题写第二篇论文，”他说。

近年来，Chapline继续与其他几位作者合作改进他的黑暗能源之星模型，包括南卡罗来纳大学和莱比锡大学Piotr Marecki的Pawel Mazur。他得出结论，黑暗能源恒星不是球形或扁圆形，如黑洞。相反，它们具有圆环或甜甜圈的形状。在旋转的紧凑型物体中，如暗能星，Chapline相信时空冷凝物中的量子效应沿着物体的旋转轴产生大型涡流。因为涡旋里面的地区是空洞的 - 想到在漩涡中心形成的抑郁症 - 暗能星的中心是空洞的，就像一个没有核心的苹果。当量子力学用于模拟超流体的旋转滴时，观察到类似的效果。在那里，中央涡旋可以在旋转下降的中心形成，令人惊讶地将其从球体上的形状变为圆环。

在凝聚模型中，坍缩恒星周围的视界不再是一个无法返回的点，而是一个可穿越的物理表面。

在卓别林看来，这种奇怪的环形几何形状并不是暗能量恒星的缺陷，而是一种特征，因为它有助于解释天体物理喷流的起源和形状——沿着像黑洞这样的致密物体的旋转轴产生的高能量电离物质束。Chapline相信他已经在暗能量恒星中发现了一种机制，这种机制比主流机制更能解释天体物理喷流的观测结果，后者假设能量是从黑洞外的吸积盘中提取出来的，并沿着黑洞的旋转轴聚焦成一束窄束。在卓别林看来，向暗能量恒星下落的物质和能量会进入内部的喉部(“甜甜圈洞”)，在那里电子会绕着喉部旋转，就像在Biermann电池，产生足够强大的磁场来驱动喷流。

Chapline指向最近的实验工作在那里，罗切斯特大学OMEGA激光设施的科学家们利用激光在平面上形成环形激励，创造了磁化射流。虽然这些实验并没有考虑到暗能量恒星，但卓别林相信这为他的理论提供了支持，因为环状的激发——卓别林称之为“火环”——正是他所期望的沿着暗能量恒星的喉部发生的事情。他认为这个环可能是支持暗能量恒星存在的关键。“这最终应该会在事件视界望远镜的图像中清楚地显示出来，”卓别林说，指的是这个环。

卓别林还指出，暗能量恒星不会完全不透明，因为物质和光可以进入，也可以离开暗能量恒星。暗能量恒星的内部不会完全是黑色的，相反，它会显示出它后面任何恒星的扭曲图像。然而，其他物理学家怀疑这些与传统黑洞模型的偏差是否会出现在视界望远镜的数据中。Raul carbalo - rubio是意大利里雅斯特国际高等研究学院的一名物理学家，他开发了自己的黑洞替代模型——半古典相对论性恒星。卡拉巴洛-卢比奥说:“这些模型中出现的(与黑洞)差异太小，无法被视界望远镜检测到。”

Chapline计划于12月在圣巴巴拉的Kavli理论物理研究所讨论他的黑暗能源明星预测。但即使他的预测得到了证实，他表示，他并没有指望科学界会在一夜之间被说服。“我希望在未来几年内，[活动地平线望远镜]人们会被他们所看到的。”

杰西·斯通是爱荷华州爱荷华市的自由撰稿人。达到他[电子邮件受保护]

注意:为什么公众对黑洞如此着迷。