“普朗克恒星”隐含黑洞迷失的信息

科学人士对黑洞物理学“走火入魔”的兴趣持续了数十年，在长期的观测和分析中，他们解答了黑洞的一些谜团，但大量的谜题有待破解。毫无疑问，黑洞物理学成为了天体物理学领域引人入胜的分支。黑洞拥有不可思议的物质含量，巨量物质形成了巨大引力，所有靠近黑洞视界的物体都无法逃脱引力的“陷阱”，甚至光线也不能逃脱黑洞的引力。很多黑洞的秘密有待科学家的发现，法国土伦大学的卡洛·罗威力和荷兰拉德伯德大学的弗朗西斯卡·维多图共同发表了黑洞学研究的前沿成果，揭示了黑洞的一个奥秘，每个黑洞都保留了过去死亡恒星的残迹，残存的恒星来源于巨大恒星发生坍塌、形成黑洞之后留下的物质。大质量的死亡恒星发生了坍塌，恒星内部的热辐射压力不足以抵抗恒星自身的引力，而大质量恒星是形成黑洞的先决条件。

法国和荷兰两位科学家解释说，当黑洞最后蒸发之后，隐藏在其内的“量子态恒星”或巨大恒星发生坍缩后残留的物质逐渐从黑洞中逃逸出去，显露了死亡恒星的真实面目。史蒂芬·霍金最先提出了黑洞蒸发的设想，黑洞蒸发理论得到了很多物理学家的支持，但有些物理学家提出了疑问。黑洞在生命的周期中释放了黑体辐射，这是一种典型的电磁辐射，从不透明和非反射的物体发射出来，霍金辐射有恒定而均匀的温度，黑洞内的物质粒子以辐射形式向外逃逸，瞬间只是损失了一点能量或微量物质。

罗威力和维多图认为，恒星残骸在黑洞蒸发过程中最终逃出了黑洞的束缚，残存在黑洞的“闭锁”恒星被他们称之为“普朗克恒星”，微小的普朗克恒星揭示了天体物理学的一个最重要的谜题，即是所谓的“信息悖论”。黑洞吸收了可思议的巨量物质，同时吞噬了有关物质特征的信息，吸入黑洞的信息似乎变得无影无踪。黑洞内的信息去了什么地方，黑洞缓慢地产生了蒸发，被黑洞吞噬的巨量信息在蒸发过程中似乎发生了奇特变化，从物理学的观点进行分析，信息描述了一个物体未来的确定性状态，从一个物体的过去展示了它的现在状态，换句话说，包括黑洞在内的所有天体不能真正地消除信息的本身，信息隐藏在黑洞的内部，但隐藏的信息通过黑洞的消失发生了转换，信息得以“重见光明”。

信息消失在黑洞中，但信息本身没有消灭，这是黑洞“信息悖论”的含义所在。到目前为止，还没有解决黑洞信息丢失谜题的物理方法，长期以来，天体物理学家受到了黑洞迷失信息的困扰。两位科学家为了解决黑洞的信息悖论谜题重新审视了宇宙终结的“大坍塌理论”或“大塌缩理论”，该理论和人们熟悉的宇宙大爆炸理论刚好相反，宇宙大爆炸指的是宇宙大膨胀，宇宙大坍塌指的是宇宙大收缩。所有的宇宙物体和能量在大收缩过程中最终变成一个无穷小的点，“宇宙奇点”或无穷小点几乎包含了无穷大的物质和能量，人们的常识意识不能接受宇宙的无穷小点，只有诉诸物理学家的抽象思维，人们才能理解法国和荷兰的两位科学家给出的富有挑战性的科学构想。

在量子引力效应的作用下，宇宙在大塌缩过程中无法形成物质密度无限大的无穷小点，相反，在塌缩为无穷小点之前，宇宙发生了反弹或蹦跳，此时此刻的物质密度被物理学家称为“普朗克密度”，普朗克密度的尺寸被称为“普朗克尺寸”，它是物理学意义上最小可能性的物体尺寸。过去的量子宇宙理论认为，形成普朗克尺寸的宇宙不会发生弹回或蹦跳的情形，宇宙的起点和终点表现为零尺寸的“宇宙奇点”，相对于无尺寸的奇点，普朗克尺寸相对很大。法国和荷兰的两位科学家认为，当物质和能量的密度达到“普朗克密度”时，反弹或回弹的物理过程将会产生，当宇宙体积大于“普朗克体积”大约75个数量级时，量子引力效应发挥了作用，好似被唤醒的量子引力阻碍了宇宙“最后一步”的塌缩。

假如真实的物理过程证实了两位科学家的观点，那么同样的过程也适用于分析黑洞的形成过程。超大质量的死亡恒星最终形成了黑洞，大质量恒星在塌缩过程中可能不会收缩为一个黑洞奇点，恒星的塌缩也许最终在“普朗克尺寸”时停止下来，量子的压力效应阻碍了黑洞在超大引力作用下产生一个没有尺寸的奇点，被唤醒的量子压力类似于原子内部的阻力，“电子简并力”阻止了电子被压碎在原子核上。浓缩的普朗克尺寸的恒星被称为“普朗克恒星”，它存在于微观尺度的世界，小到不可思议的尺度，大约为一毫米的1.000.000.000分之一。

“普朗克恒星”的存在时间非常短暂，但它们存在短暂性与人们理解的日常性的时间概念十分不同，时间在超高密度的物理环境中变长了，好似相对论物理学描述的时间概念，黑洞外部的观察者发现，时间在超高密度的环境中变长了，“普朗克恒星”的时间节奏似乎变慢了。一颗普朗克恒星的持续时间刚好相当于它的父母黑洞的生命周期。黑洞信息被储藏在“普朗克恒星”中，随着黑洞的完全蒸发，黑洞信息重回宇宙空间，黑洞的信息悖论难题得以化解。黑洞在蒸发收缩过程中变得越来越小，最终小到普朗克恒星的尺寸，当黑洞在收缩过程中达到核心普朗克恒星的尺度时，黑洞将会失去引力作用范围的“事件视界”，所有闭锁在黑洞视界内的信息或所有被黑洞捕获的信息此时将会逃出黑洞的“牢笼”，好似监狱的大门被打开，所有的囚徒获得了自由或所有的囚徒重返社会。

没有消失的黑洞信息在一个新的时点重返了宇宙时空，法国土伦大学的卡洛·罗威力和荷兰拉德伯德大学的弗朗西斯卡·维多图认为，他们构建的理论容易得到物理实验的检验，普朗克恒星的尺寸非常微小，释放了非常短波长的辐射，换句话说，普朗克恒星将会发出伽玛辐射，宇宙事实上充斥了雾霭背景的伽玛射线，伽玛射线“朦朦胧胧”的分布间接地证明了普朗克恒星的存在。天体物理学家使用了在地球轨道的望远镜，观测到了“伽玛薄雾”现象，在相当细节的程度上了解了伽玛辐射的分布特性，伽玛射线的“雾霭背景”可能是普朗克恒星释放的伽玛射线信号源。两位法国和荷兰的科学家由此猜测，普朗克恒星是太空伽玛射线的主要信号源，太空“伽玛薄雾”的信号源猜测有待天体物理学家的观测和检验，时间的流逝将会对理论的正确与否给出答案。

（编译：2021-2-20）