垂死恒星內(nèi)部或能誕生新宇宙？

當(dāng)大質(zhì)量恒星走向終結(jié)，一場微型宇宙的創(chuàng)生正在悄然發(fā)生

一個膨脹的微型宇宙可以抵消恒星的坍縮物質(zhì)，從而形成穩(wěn)定的引力星。來源：丹尼爾揚波爾斯基與盧西亞諾雷佐拉，法蘭克福大學(xué)

一項新研究表明，大質(zhì)量恒星的坍縮可能會引發(fā)一個微小膨脹宇宙的誕生，而非形成黑洞。由此產(chǎn)生的天體被稱為引力星，它將避免使黑洞如此令人困惑的奇點和事件視界。

大質(zhì)量恒星通過其核心的核聚變產(chǎn)生光和熱。這個過程產(chǎn)生向外的壓力，平衡了向內(nèi)的引力。但當(dāng)一顆質(zhì)量極大的恒星耗盡燃料時，這種支撐就會消失。引力開始主導(dǎo)，導(dǎo)致恒星向內(nèi)坍縮，直到達到物理學(xué)家所說的奇點——一個物質(zhì)被壓縮到極端狀態(tài)的點。

盡管黑洞被廣泛認(rèn)為是這種坍縮的最終結(jié)果，但它們引發(fā)了一些深刻的問題。數(shù)十億個太陽的質(zhì)量怎么能被壓縮到一個點上呢？時空怎么會在奇點處變得無限彎曲呢？在那個階段，已知的物理定律不再提供可靠的答案，因此無法預(yù)測接下來會發(fā)生什么。黑洞還會隱藏其事件視界之外的一切，這意味著物質(zhì)、能量甚至光一旦越過這個邊界就無法再被觀測到。

引力星：黑洞的替代者？

由于這些挑戰(zhàn)，一些科學(xué)家探索了黑洞實際上可能是其他類型天體的可能性。一種被提出的替代理論是引力真空星（gravastar，即gravitational vacuum star的縮寫）。這些假設(shè)的超致密天體由于其強大的引力，幾乎不可能被觀測到。

與黑洞不同，引力星的外層會包含普通物質(zhì)，而其內(nèi)部則充滿暗能量。這種神秘的能量形式會產(chǎn)生向外的壓力，對抗引力坍縮。因此，引力星可以保持幾乎與黑洞一樣的質(zhì)量和致密性，卻既不包含奇點也不包含事件視界。

雖然引力星作為一種理論上的可能性長期以來一直引起人們的興趣，但有一個主要問題仍未得到解答：它們究竟如何形成？

愛因斯坦方程與微型宇宙的誕生

理論物理學(xué)家丹尼爾揚波爾斯基和盧西亞諾雷佐拉教授已提出了他們所說的首個針對阿爾伯特愛因斯坦廣義相對論方程的動態(tài)解，該解解釋了坍縮恒星如何可能成為引力星。

他們的研究表明，在大質(zhì)量恒星坍縮過程中，坍縮物質(zhì)內(nèi)部可能會出現(xiàn)一個微型宇宙。研究人員稱，這一過程類似于誕生我們宇宙的大爆炸。正如暗能量被認(rèn)為驅(qū)動著我們宇宙的膨脹一樣，它也會推動這個新形成的微型宇宙的增長。

隨著微型宇宙膨脹，它向外推擠以對抗恒星向內(nèi)的引力坍縮。這種相反的力可能在黑洞形成前阻止坍縮。最終，膨脹的微型宇宙和坍縮的恒星物質(zhì)之間形成了一種平衡。這種平衡造就了穩(wěn)定的引力星。

研究人員表示，這一解決方案首次解釋了科學(xué)家們爭論了約25年的一個問題：引力星可能如何從普通物質(zhì)的坍縮中形成。

極端物理學(xué)的新可能

丹尼爾揚波爾斯基在盧西亞諾雷佐拉的指導(dǎo)下完成碩士論文時發(fā)現(xiàn)了這個解決方案，他解釋道：當(dāng)恒星已經(jīng)坍縮到幾乎成為黑洞的程度時，新生宇宙的大爆炸就可能發(fā)生。

物質(zhì)在這種極端壓縮狀態(tài)下的行為仍未被充分理解，這使得新物理效應(yīng)可能出現(xiàn)的可能性依然存在。正如Jampolski所指出的：更容易想象的是，大爆炸只發(fā)生在非常晚的階段，那時物質(zhì)已經(jīng)被壓縮到極端程度，從而產(chǎn)生新的效應(yīng)。

歌德大學(xué)理論天體物理學(xué)教授雷佐拉強調(diào)，探索替代方案并不意味著否定黑洞。他補充道：尋找黑洞的替代方案不應(yīng)被視為對黑洞的懷疑，黑洞仍是引力坍縮命運最自然、最簡單的解決方案。然而，作為普通科學(xué)家，尤其是理論物理學(xué)家，對未知保持無偏見的態(tài)度至關(guān)重要，因此既要探索公認(rèn)的觀點，也要探索更奇特的解釋。歷史告訴我們，后者成為前者的情況并不少見。

參考文獻10.1103c6lwnx7k

相關(guān)知識

垂死恒星指恒星生命末期的狀態(tài)，此時其核心核聚變?nèi)剂希ㄈ鐨洹⒑ぃ┗竞谋M，無法維持穩(wěn)定能量輸出。根據(jù)質(zhì)量不同，結(jié)局各異：小質(zhì)量恒星會膨脹為紅巨星后坍縮成白矮星；大質(zhì)量恒星則可能經(jīng)超新星爆發(fā)，最終形成中子星或黑洞，這是恒星演化的最后階段。

BY: Goethe University Frankfurt

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自： https://scitechdaily.com/scientists-say-a-new-universe-could-form-inside-a-dying-star/

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