我們可能錯(cuò)了，銀河系中心的那個(gè)黑洞可能并不存在

“在銀河系的中心，有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞”，這是一個(gè)被普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)，然而在一項(xiàng)近日發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上的新研究中，科學(xué)家卻提出了一種新的觀點(diǎn)，即：我們可能錯(cuò)了，銀河系中心的那個(gè)黑洞可能并不存在，相對(duì)來(lái)講，它更可能是一團(tuán)極為致密的暗物質(zhì)核心。

根據(jù)介紹，構(gòu)成這個(gè)核心的暗物質(zhì)粒子屬于費(fèi)米子，它們遵循泡利不相容原理，可以在核心內(nèi)部產(chǎn)生一種量子簡(jiǎn)并壓力，并以此抵抗自身的引力塌縮，從而能夠在極小的體積內(nèi)保持穩(wěn)定。

科學(xué)家表示，我們之前認(rèn)為銀河系中心有個(gè)超大質(zhì)量黑洞，有一個(gè)重要的原因就是，銀河系中心的那些恒星和氣體云團(tuán)都在圍繞著一個(gè)質(zhì)量很大，體積卻很小的引力源高速運(yùn)動(dòng)，但這個(gè)引力源不一定就是黑洞，因?yàn)橹旅艿陌滴镔|(zhì)核心也可以起到同樣的效果。

另一方面，根據(jù)此次研究的模擬，在這個(gè)暗物質(zhì)核心的周?chē)瑯右部梢孕纬梢粋€(gè)吸積盤(pán)結(jié)構(gòu)，其投射出的影像，在形狀、大小、明暗分布上，也與事件視界望遠(yuǎn)鏡（Event Horizon Telescope）于2022年5月12日發(fā)布的那張著名的照片非常相似。

那么問(wèn)題就來(lái)了，既然現(xiàn)有的黑洞理論已經(jīng)能夠很好地解釋這些觀測(cè)現(xiàn)象，為什么科學(xué)家還要提出這個(gè)新的理論呢？這其實(shí)要從銀河系的整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)講起。

簡(jiǎn)單來(lái)講，銀河系是一個(gè)巨大的棒旋星系，根據(jù)科學(xué)家的觀測(cè)，以銀河系的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)看，僅憑我們能夠直接觀測(cè)到的物質(zhì)質(zhì)量，其產(chǎn)生的引力根本就無(wú)法束縛住這個(gè)龐大的星系，所以科學(xué)家推測(cè)，應(yīng)該還有一種我們不可見(jiàn)的物質(zhì)在產(chǎn)生額外的引力。

這種“不可見(jiàn)的物質(zhì)”就是所謂的暗物質(zhì)，雖然我們不能直接看到它們的存在，但卻可以間接觀測(cè)到它們產(chǎn)生的引力效應(yīng)。

也正因?yàn)槿绱耍L(zhǎng)期以來(lái)，一個(gè)普遍被認(rèn)同的理論就是，在銀河系之中，除了我們能直接觀測(cè)到的普通物質(zhì)之外，還存在大量的暗物質(zhì)，正是有了它們產(chǎn)生的引力，銀河系才不會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)速過(guò)快而分崩離析。

但問(wèn)題是，當(dāng)科學(xué)家用這種理論去描述真實(shí)的銀河系時(shí)，往往需要不斷調(diào)整各種參數(shù)（比如暗物質(zhì)在星系中的具體分布方式），才能勉強(qiáng)與觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合，這種“靠調(diào)參數(shù)才能對(duì)上”的做法，就強(qiáng)烈暗示了，我們有可能缺少一個(gè)更統(tǒng)一、更自然的理論框架。

實(shí)際上，此次研究正是給出了這樣一種理論，我們可以將其簡(jiǎn)單地理解為：暗物質(zhì)并不是隨機(jī)存在于銀河系之中，而是從中心到外側(cè)形成了一種連續(xù)的結(jié)構(gòu)，它們?cè)阢y河系中心被引力壓縮成一個(gè)極其致密的核心，在更遠(yuǎn)的地方則逐漸變得稀疏，演化成包裹整個(gè)銀河系的暗物質(zhì)暈。

科學(xué)家指出，這個(gè)理論既能夠解釋銀河系中心附近恒星和氣體云團(tuán)的高速運(yùn)動(dòng)，也可以解釋整個(gè)銀河系在大尺度上的整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

重要的是，在描述真實(shí)的銀河系時(shí)，它不需要“靠調(diào)參數(shù)才能對(duì)上”這樣的做法，而根據(jù)該理論建立的計(jì)算機(jī)模型，其得到的模擬結(jié)果與蓋亞衛(wèi)星 DR3 任務(wù)（第三批數(shù)據(jù)發(fā)布）所提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)非常吻合，甚至在一些關(guān)鍵指標(biāo)上，這種“統(tǒng)一的暗物質(zhì)結(jié)構(gòu)”模型還比傳統(tǒng)的“中心黑洞 + 暗物質(zhì)”模型更貼近真實(shí)情況。

而這也就意味著，銀河系中心的那個(gè)黑洞可能并不存在，相對(duì)來(lái)講，它更可能是一團(tuán)極為致密的暗物質(zhì)核心。

科學(xué)家表示，我們是可以通過(guò)實(shí)際觀測(cè)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)理論的，因?yàn)榘凑諒V義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，真正的黑洞會(huì)在事件視界附近產(chǎn)生一種獨(dú)特的多重光子環(huán)結(jié)構(gòu)，這是光線(xiàn)在強(qiáng)引力作用下反復(fù)繞行后形成的，而暗物質(zhì)致密核心不存在事件視界，因此不會(huì)具備同樣的光子環(huán)特征。

就目前的情況來(lái)看，相關(guān)的研究仍在進(jìn)行之中，期待在未來(lái)的日子里，科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn)。