可能解明黑洞的特异点

现在的结论是，比钱德拉塞卡极限质量更重的星体最终会因自身引力而崩溃，变成黑洞。那时，构成星体的物质全部降落于黑洞中心的一点。单纯从计算来看，黑洞中心的时空扭曲是无限大的，而这种计算上无限大的点被称作“特异点”或“发散”（图6-1）。

图6-1　黑洞的特异点

物理量变得无限大，在物理学计算上常出现，但这种情况的物理量在自然界中实际上并不会变成无限大。计算上使用的假设和理论只能在该物理量为有限时的实验或观测中使用，到达无限大时就无用了，需要能在极大范围内使用的新的假设和理论，以及计算方法。

比如带正电荷的原子核会让负电子环绕周围。用电磁学计算这种电子的轨道会发现，电子逐渐往核降落，原子的尺寸也逐渐收缩归零。当初尝试计算原子构造的研究者也为该特异点头疼不已。解决该问题的就是量子力学这一新理论，用量子力学原理计算出的电子轨道并不会落向核，原子的大小也并不会变为零。

能精确计算原子构造的量子力学被认为也能解明黑洞中心产生的特异点。研究者们预计，如果利用量子引力理论来计算星体因引力崩溃的过程，会发现物理量并不会在中心一点变得无限大，从而得出没有特异点的“量子力学性黑洞”。但量子力学性黑洞具有怎样的性质，又该如何避免特异点的出现，目前还不得而知。