众所周知,黑洞奇点处度规无穷大,广义相对论场方程无解。于是人们认为,在这里一切科学定律都不成立。偏偏被黑洞吸附的物质全都进入奇点,但物质状态是怎样的,没人知道。
然而,对这个问题,正确的思考途径,应当去求当r→0时广义相对论场方程解的极限,而不是直接将r=0代入场方程。毕竟物质粒子必须途经奇点周边进入奇点。而不是一下子跨越周边进入。根据场方程解,粒子进入奇点周边时dS肯定会存在,当然数值与平直空间有差距。于是测不准原理还是起作用的。于是r越小动量误差△P越大(当然在奇点周边不用考虑无穷大),粒子至少肯定进不去奇点。而只能在奇点周围形成一个“量子球”。
这个停在奇点门口的量子球,就叫普朗克星。它的故事比人们想象的还要炸裂,它的演化分三步走:
1. 极致平衡
当引力把物质压缩到普朗克尺度( 10^{-35} 米)时,“测不准原理产生的巨大动量”化身为量子简并压,硬生生扛住了引力。此时,时空不再是连续的面团,而是像泡沫一样离散的。所有物质都“融化”成一种极致的能量球,悬停在奇点“门口”,不再坍缩。
2. 时间冻结
由于引力极强,普朗克星表面的时间膨胀达到了极端值。从外部宇宙看,这颗星的形成过程被冻结了——近乎无限缓慢。在我们宇宙的几十亿年里,它在我们眼中就是一个“看似稳定的黑洞”,其实里面那团量子球才刚刚“凝聚”了一瞬间。
3. 最终反弹
既然引力压不垮它,那当黑洞通过霍金辐射慢慢“蒸发”掉质量、变轻之后,引力就按不住这团量子压力了。结局不是“喷流”,而是大反弹:整个奇点区域像被压到极限的弹簧,直接爆炸。被吸进去的所有信息,在那一瞬间以超高能辐射全部释放出来。当然,这里面临着一个难题:爆炸的物质能从黑洞里穿透事件视界吗?物理学的答案是:它不让物质“流”出去,而是让整个黑洞连同高度弯曲的时空本身“翻面”弹出去!也就是说,黑洞里所有物质连同高度弯曲的时空一起暴。过后,什么也剩不下了!
【文/杨虎,作者原创投稿,授权红歌会网首发。】

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