物质被黑洞吞没，或穿越黑洞？研究黑洞的最大难题之一

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研究黑洞的最大难题之一，是我们目前所理解的物理规律，在黑洞深处时都不再有效。黑洞巨大的质量和能量，聚集在引力奇点这个无限小的空间里，这里的时空曲率无限大，所有物质都不复存在。事实真是这样吗？西班牙的瓦伦西亚大学粒子物理研究所的一项最新研究提出，物质进入黑洞后可能是可以穿越的，然后从黑洞另一端的出口逃离。

瓦伦西亚大学的物理学家们提出，奇点或许应被视为时空几何结构中的瑕疵，这个推论因而也解决了无穷和空间变形引力的问题。

瓦伦西亚大学的研究者Gonzalo Olmo说，“黑洞是我们用来检验引力设想的理论实验室。”Olmo与里斯本大学的Diego Rubiera、瓦伦西亚大学的博士生AntonioSánchez合作，运用广义相对论等理论来分析黑洞。

为验证这一设想，研究者采用了一种非常规的测试方法。他们采用一种类似石墨烯层晶体的几何结构，这种结构与黑洞内部环境非常相似。“就像晶体在微观结构上存在缺陷一样，黑洞内部可以理解为时空异常，想要更精准地描述它们，需要全新的几何元素。我们从自然现象中获得灵感，探索了几乎所有的可能性。”

通过分析新的几何结构，研究者们在黑洞模型的中心，发现了一处小型球面，这被认为是存在于黑洞核心的虫洞。Olmo表示:“首先，我们解决了奇点的问题，因为黑洞的核心有一扇门，那就是虫洞，通过虫洞，时间和空间得以延续。”

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艺术家笔下的黑洞天鹅座X-1（图片来源：NASA）

该研究基于不旋转、充满电荷、且最简单的黑洞之一。公式推导表明，虫洞的体积比原子核更小，但随着黑洞内部的电荷增多，它会变得越来越大。任何在黑洞中穿行的物体，都会像意大利面一样被无限拉长，因而能够通过虫洞。从虫洞的另一端出来之后，物质的尺寸就会恢复原状。

从外部看来，这种拉力和压力看似无限大，但对在其中旅行的物质本身而言，它将体验到极其强烈但并非无限大的力。虽然，恒星经历这一过程能幸存的几率很小，但该研究提出的模型显示，落入黑洞的物质并不会永远迷失其中，最终都将通过虫洞，被放逐到宇宙的另一个角落。

Olmo表示，他们的推论还解决了另一个难题，即形成虫洞所需的外部能量来源。在爱因斯坦的引力理论中，这些“门”只会出现在具有异常属性(负能量压力或密度)的物质中，但这样的物质至今尚未发现。而Olmo则解释说：“根据我们的理论，虫洞可通过普通的物质和能量产生，比如电场。”

理论物理研究一直对虫洞非常感兴趣，不仅是因为虫洞代表着连接宇宙中两点的时空隧道或时空门，它们也有助于解释量子纠缠和基本粒子的性质等物理现象。正因为有了这些新的解释，这些物体将不仅仅只存在于科幻小说中。