一个黑洞用强大的喷流吹走物质的插图(图片来源:欧空局/ATG媒体实验室)
据美国太空网（保罗·萨特）：一篇新论文讨论了光如何与被称为“拓扑孤子”的理论物体相互作用，拓扑孤子是时空结构中的扭曲，看起来就像黑洞。
物理学家发现了一种奇怪的时空扭曲，可以模仿黑洞——直到你靠得太近。根据4月25日发表在《物理评论d》杂志上的一项新研究，这些被称为“拓扑孤子”的时空结构中的理论扭曲可能潜伏在整个宇宙中——找到它们可以推进我们对量子物理学的理解。
黑洞可能是科学史上发现的最令人沮丧的物体。爱因斯坦的广义相对论预言了它们的存在，天文学家也知道它们是如何形成的:一颗大质量恒星在自身重量下坍缩就可以了。由于没有其他力量可以抵抗它，引力只是不断吸引，直到恒星的所有物质都被压缩成一个无限小的点，这就是所谓的奇点。围绕这个奇点的是一个事件视界，一个标志着黑洞边缘的看不见的边界。穿越视界的东西永远也不能出去。
但这其中的主要问题是无限密度的点不可能真的存在。因此，虽然广义相对论预测了黑洞的存在，而且我们已经发现了许多行为与爱因斯坦理论预测完全一致的天文物体，但我们知道我们仍然没有完整的图像。我们知道奇点必须被更合理的东西取代，但我们不知道那个东西是什么。
弄清楚这一点需要理解极小尺度下的极强引力——一种叫做量子引力的东西。迄今为止，我们还没有可行的引力量子理论，但是我们有几个候选理论。其中一个候选理论是弦理论，这个模型认为构成我们宇宙的所有粒子实际上都是由微小的振动弦组成的。
为了解释居住在我们宇宙中的各种各样的粒子，这些弦不能只在通常的三维空间中振动。弦理论预言了额外维度的存在，它们都在某个不可思议的小尺度上自我卷曲——小到我们无法分辨那些维度的存在。
这种在极其微小的尺度上卷曲额外空间维度的行为可以产生非常有趣的物体。
在新的研究中，研究人员提出，这些紧凑的额外维度会导致缺陷。就像无论你怎么熨都无法从衬衫上去掉的皱纹一样，这些缺陷将是时空结构中稳定的、永久的缺陷——拓扑孤立子。物理学家认为，这些孤立子在很大程度上看起来、行动起来、甚至闻起来都像黑洞。
研究人员研究了光线在经过其中一个孤子附近时的行为。他们发现孤立子对光的影响几乎和黑洞一样。光会在孤立子周围弯曲，形成稳定的轨道环，而孤立子会投射阴影。换句话说，事件视界望远镜在2019年放大了黑洞M87*的著名图像，如果图像中心是孤子，而不是黑洞，看起来几乎完全一样。
但是近距离的模仿将会结束。拓扑孤子不是奇点，所以它们没有事件视界。你可以接近一个孤立子，如果你想的话，你可以随时离开(假设你带了足够的燃料)。
不幸的是，我们没有足够近的黑洞来挖掘，所以我们只能依靠对远处物体的观察。如果有任何拓扑孤子被发现，这一发现将不仅仅是对引力本质的一个重大洞察，而且它将使我们能够直接研究量子引力和弦理论的本质。
