黑洞中心未必有奇點？新理論結合電荷與霍金輻射，挑戰物理崩潰鐵律
按照傳統天文物理學認知，黑洞中心必然存在一個密度無限大、所有物理定律在此失效的奇點（Singularity），但德國科學家 Francesco Di Filippo 新理論研究結合黑洞電磁排斥力與霍金輻射效應，挑戰黑洞內部必形成奇點或柯西視界的長期科學假設。
傳統理論：奇點、柯西視界不可避免
根據著名物理學家、2020 年諾貝爾物理學獎得主羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）提出的奇點定理（Singularity theorem），假設重力永遠具吸引力，則任何黑洞內部時空最終都會走向終結，並通常以 2 種形式呈現：
引力奇異點（Gravitational singularity）：愛因斯坦廣義相對論預測的極端物理現象，在這個點上，密度與時空曲率趨於無限大，物質被壓縮至無限小空間，所有已知物理定律完全崩潰，包括愛因斯坦廣義相對論本身。
柯西視界（Cauchy horizon）：一條一旦越過此界線、現有物理理論就無法再預測未來事件發展的邊界。
然而來自歌德大學法蘭克福理論物理研究所的研究員 Francesco Di Filippo，透過彭羅斯圖（Penrose diagram）研究帶電且具球體對稱性的黑洞重力塌縮過程，發現奇點必然形成的傳統論述存在盲點。
Francesco Di Filippo 理論分析與計算結果表明，某些條件下黑洞內部既不會形成奇點，也不會形成柯西視界。
1+1 > 2？
過去理論認為已故物理學家史蒂芬·霍金提出的霍金輻射效應太微弱，不足以阻止黑洞內部奇點形成，Francesco Di Filippo 模型卻顯示霍金輻射、帶電黑洞本身的「電磁排斥力」雖無法單獨阻止可預測性崩潰，但只要結合兩者，加總抗力便足以抵銷重力塌縮，強大到能阻止奇點和柯西視界形成。
換句話說，以往科學界認為要解開黑洞內部奇點謎團，必須先發展出完整的量子重力理論，但新模型暗示目前已建立的框架足以解析黑洞內部結構，不一定要依賴量子重力理論問世。
Francesco Di Filippo 強調，新研究仍處於理論推演極早期階段，下一道研究目標是將帶有角動量的旋轉黑洞（Rotating black holes）加入模型，Francesco Di Filippo 主張角動量可扮演類似帶電黑洞「電荷」的角色，提供抵抗重力塌縮所需排斥效應，若能在數學與物理機制嚴格證明這點，將進一步強化新模型可信度。
（首圖來源：pixabay）