黑洞身份再遭懷疑,愛因斯坦暗示另一種可能:它也可能是玻色子星

天空之城 2020/09/13 檢舉 我要评论

1915年,愛因斯坦提出了他的廣義相對論,轟動了世界。很快,德國天體物理學家史瓦西就根據廣義相對論,推測出了一種極為詭異的天體——黑洞。

黑洞可以吞噬所有的光,因此不可能被我們直接觀測到。所以很長一段時間裡,人們都在質疑黑洞的真實性。直到越來越多的天文發現被公佈,黑洞也逐漸獲得了全世界的認可。2019年,全世界科學家還聯手拍攝了歷史上第一張黑洞(吸積盤)的照片,主角就是M87星系中心的超大品質黑洞。

可是,直到現在,還有人在對此有所懷疑。來自荷蘭拉德堡大學和德國歌德大學的天體物理學家Hector Olivares就發出了一個疑問:我們怎麼就能確定M87*是一個黑洞呢?

他不僅提出了懷疑,甚至給出了自己的推測。他認為,儘管看起來證據充分,但M87*仍然有一點可能是一種我們目前還從未發現過的詭異天體—— 玻色子星

所謂的玻色子星,和我們目前見到過的任何天體都不同。不論是恒星還是行星,或者其他可見天體,它們都是由質子、中子或電子等微觀粒子構成的。而玻色子星完全不同,它們是由玻色子構成的。

那麼,首先我們要問一下:玻色子是什麼?

根據現代物理標準模型,我們見到過的所有物質和現象,都是由一些最基本的粒子構成的。所謂的基本粒子,是不可再分的最基礎粒子,即使是構成原子核的質子和中子都算不上基本粒子,因為它們是由基本粒子誇克組成的。

根據傳播不同的力,基本粒子又被分為強子、輕子和傳播子。而根據自旋屬性,它們又被分為費米子和玻色子。其中,費米子是一些自旋為半整數的基本粒子,包括誇克和輕子;玻色子則是一些自旋為整數的基本粒子,包括光子、膠子,也可能還有傳說中的希格斯玻色子(上帝粒子),它們與費米子有著明顯的不同。

如果你還記得高中課程的話,就不會忘記量子力學中的一些最常見知識點,其中一個就是泡利不相容原理。泡利指出: 一個由費米子構成的系統中,不可能容納兩個或更多相同狀態的粒子。中學的時候,我們只是用這個原理來理解原子的電子軌道排布,但它其實在許多方面約束著費米子的運行。

但是,玻色子就完全不會受到泡利不相容原理的約束,它們完全可以擠壓在一個非常小的空間裡,並且看起來像是一個十分巨大的粒子或是物質波。這一點已經在實驗室被證實了,那就是 玻色-愛因斯坦凝聚物,亦即處於物質第五態的玻色子。

而一顆所謂的玻色子星,正是由大量玻色子擠壓在狹窄空間裡甚至是像奇點那樣的一個點之中,從而形成的一種緻密天體。科學家指出:只要玻色子排列方式正確,就有可能出現這種現象,甚至可能形成超大品質黑洞那麼巨大的天體。這種事聽起來很詭異,並且至今也沒有人發現過所謂的玻色子星,但是目前的理論並不能駁斥它的存在。

更重要的是,Olivares指出:「就像黑洞一樣,玻色子星也是廣義相對論所預言的天體,而且能夠成長到數百萬倍太陽品質,並達到極高的緻密度。正是由於它們與超大品質黑洞有諸多相似之處,才讓許多作者提出,那些位於星系中心的超大品質緻密天體或許就是玻色子星。」

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