它看起来像一个黑洞，像黑洞一样弯曲光线，但它实际上可能是一种新型恒星。

这个模仿黑洞会是一种新型恒星吗

尽管这个神秘物体是一个假设的数学结构，但约翰霍普金斯大学研究人员的新模拟表明，即使是地球上最好的望远镜，太空中也可能存在其他天体。研究结果将发表在 Physical Review D上。

“我们感到非常惊讶，”领导这项研究的约翰霍普金斯大学物理学家皮埃尔海德曼说。“这个物体看起来和黑洞一模一样，但它的暗点会发出光。”

2015 年引力波的探测震撼了天体物理学界，因为它证实了黑洞的存在。约翰霍普金斯大学的物理学家Ibrahima Bah说，受这些发现的启发，约翰霍普金斯大学的团队着手探索其他可能产生类似引力效应但在地球上用超精密传感器观察时可能作为黑洞通过的物体的可能性 .

“当你没有黑洞时，你怎么知道?我们没有好的方法来测试它，”Bah 说。“研究拓扑孤子等假设对象也将帮助我们弄清楚这一点。”

新的模拟真实地描绘了约翰霍普金斯大学团队称之为拓扑孤子的物体。模拟显示一个物体从远处看起来像黑洞的模糊照片，但在近处看起来完全像其他东西。

该对象在这个阶段是假设的。但该团队可以使用数学方程构建它并通过模拟显示它的样子这一事实表明，即使是地球上最好的望远镜，太空中也可能存在其他类型的天体。

研究结果表明，拓扑孤子如何像黑洞一样扭曲空间——但与黑洞不同的是，它会争先恐后地释放出无法逃脱真洞强大引力的微弱光线。

“光线强烈弯曲，但它不像在黑洞中那样被吸收，而是以奇怪的运动散射，直到某一时刻它以混乱的方式回到你身边，”海德曼说。“你看不到一个黑点。你会看到很多模糊，这意味着光线疯狂地围绕着这个奇怪的物体旋转。”

黑洞的引力场非常强，以至于光可以在距其中心一定距离处围绕它运行，就像地球绕太阳运行一样。这个距离决定了黑洞“阴影”的边缘，因此任何入射光都会致命地击中科学家称之为“事件视界”的区域。在那里，没有任何东西可以逃脱——甚至是光。

霍普金斯大学的团队使用外太空的照片模拟了几种场景，就好像它们是用相机拍摄的一样，在镜头前放置了一个黑洞和拓扑孤子。由于大质量天体的引力作用，结果产生了扭曲的图像。

“这是对天体物理学相关弦理论对象的首次模拟，因为我们实际上可以描述拓扑孤子和黑洞之间的差异，就好像观察者在天空中看到它们一样，”海德曼说。

受到弦理论的各种结果的启发，Bah 和 Heidmann 在2021 年发现了使用爱因斯坦的广义相对论构建拓扑孤子的方法。虽然孤子不是对新物体的预测，但它们是新量子引力物体与黑洞相比的最佳模型。

科学家们之前已经创建了玻色子星、引力星和其他假设物体的模型，这些物体可以对奇异的物质形式产生类似的引力效应。但这项新研究解释了其他模型所没有的宇宙内部运作的支柱理论。研究人员说，它使用调和量子力学和爱因斯坦引力理论的弦理论。

“这是一个很棒的研究计划的开始，”Bah 说。“我们希望未来能够真正提出由来自量子引力的新型物质组成的新型超紧凑恒星。”

该团队包括约翰霍普金斯大学的物理学家Emanuele Berti。模拟中的拓扑孤子最初是在Bah 的小组于 2022 年发表的研究中构建的。