如果引力凝聚星（或稱引力星）真的存在，那麼在遙遠的觀察者看來，它們將與黑洞相似。法蘭克福歌德大學的兩位理論物理學家現在為阿爾伯特-愛因斯坦的廣義相對論找到了一個新的解決方案，根據這個解決方案，引力星的結構可能就像俄羅斯套娃，一個引力星位於另一個引力星的內部。

根據法蘭克福歌德大學物理學家的研究結果，重力星可能看起來像一個娃娃。圖片來源：法蘭克福歌德大學Daniel Jampolski 和Luciano Rezzolla 編輯

黑洞內部是什麼樣子？這仍然是科學界的一個難題。

1916 年，德國物理學家卡爾-施瓦茲柴爾德（Karl Schwarzschild）概述了愛因斯坦廣義相對論方程式的解決方案，根據該方案，黑洞的中心由一個所謂的奇點構成，在這個點上，空間和時間都不復存在。根據這個理論，所有物理定律，包括愛因斯坦的廣義相對論，在這裡都不再適用；因果關係原理也被中止。

這給科學帶來了極大的困擾：畢竟，這意味著任何資訊都無法從所謂事件視界之外的黑洞中逃逸。這可能是施瓦茲柴爾德的解決方案在很長一段時間內沒有引起理論界以外的廣泛關注的原因–也就是說，直到1971 年發現第一個候選黑洞，隨後在2000 年代發現銀河系中心的黑洞，最後在2019 年事件視界望遠鏡合作組織拍攝到第一張黑洞影像。

2001 年，帕維爾-馬祖爾（Pawel Mazur）和埃米爾-莫托拉（Emil Mottola）對愛因斯坦的場方程式提出了一種不同的解法，從而產生了他們稱之為引力凝聚星（或稱引力星）的天體。與黑洞相反，從理論天文物理學的角度來看，引力星有幾個優點。一方面，它們幾乎和黑洞一樣緊湊，而且在其表面表現出的引力基本上和黑洞的引力一樣強，因此在所有實際用途上都類似於黑洞。另一方面，引力星沒有事件穹界，也就是說，在事件穹界之內，任何訊息都無法傳出，它們的核心也不包含奇點。相反，引力星的中心由一種奇異的暗能量組成，它對壓縮恆星的巨大引力產生負壓。引力星的表面是一層薄薄的普通物質表皮，其厚度趨近於零。

法蘭克福歌德大學（Goethe University Frankfurt）的理論物理學家丹尼爾-詹波爾斯基（Daniel Jampolski）和盧西亞諾-雷佐拉（Luciano Rezzolla）教授現在提出了廣義相對論場方程的解決方案，描述了另一顆引力星內部存在一顆引力星。他們將這個假想天體命名為”nestar”（源自英文”nested”）。

丹尼爾-詹波爾斯基（Daniel Jampolski）在盧西亞諾-雷佐拉（Luciano Rezzolla）指導下完成的學士學位論文中發現了這一解法，他說：”nestar就像一個俄羅斯娃娃，我們的場方程式解法可以實現一系列嵌套的引力星。”馬祖爾和莫托拉認為，引力星有一個由普通物質組成的近乎無限薄的表皮，而nestar的物質組成的外殼則要厚一些： “這樣的東西可能存在，這就更容易想像了”。

歌德大學理論天文物理學教授盧西亞諾-雷佐拉（Luciano Rezzolla）解釋說：”在施瓦茲柴爾德提出廣義相對論中愛因斯坦場方程的第一個解決方案100 年後，我們仍然有可能找到新的解決方案，這真是太棒了。這有點像在一條已經被許多人走過的道路上找到一枚金幣。遺憾的是，我們仍然不知道這樣的引力星是如何產生的。但即使引力星不存在，探索這些解的數學特性最終也有助於我們更好地理解黑洞。”

編譯來源：ScitechDaily