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理論物理學家發現了一種被稱為"拓撲孤子"的新時空結構。對于遠方的觀察者來說，這些結構類似于黑洞，實際上是宇宙結構中的缺陷，缺乏一個事件視界。這一發現有可能有助于驗證弦理論，盡管到目前為止它仍未得到證實。

一個理論物理學家小組在時空中發現了一種奇怪的結構，在外部觀察者看來，這種結構完全像一個黑洞，但仔細觀察卻又是另一回事：它們將是宇宙結構中的缺陷。

愛因斯坦的廣義相對論預測了黑洞的存在，黑洞是在巨型恒星坍縮時形成的。但同樣的理論預測，它們的中心是奇點，是無限密度的點。由于我們知道無限密度不可能在宇宙中實際發生，我們認為這表明愛因斯坦的理論是不完整的。但經過近一個世紀的尋找延伸，我們還沒有確認一個更好的引力理論。

藝術家眼中的雙胞胎黑洞系統。資料來源：LIGO/加州理工學院

但我們確實有一系列候選者，這其中包括弦理論。在弦理論中，宇宙的所有粒子實際上是弦的微觀振動環。為了支持我們在宇宙中觀察到的各種各樣的粒子和力量，這些弦不可能只是在我們的三個空間維度中振動。相反，必須有額外的空間維度，這些維度在自己身上蜷縮成流形，小到可以逃避日常的注意和實驗。

時空中的這種奇異結構給了一個研究小組他們所需要的工具來識別一類新的物體，他們稱之為拓撲孤子。在他們的分析中，他們發現，這些拓撲孤子是時空本身的穩定缺陷。它們的存在不需要物質或其他力量--它們對時空結構來說就像冰上的裂縫一樣自然。

研究人員通過檢查通過它們附近的光的行為來研究這些孤子。因為它們是極端時空的物體，所以它們會彎曲周圍的空間和時間，從而影響到光的路徑。對于一個遙遠的觀察者來說，這些孤子會像我們預測的黑洞那樣出現。它們會有陰影、光環，等等。從事件地平線望遠鏡得到的圖像和探測到的引力波特征都會表現得一樣。

只有當你靠近時，你才會意識到你看到的不是一個黑洞。黑洞的關鍵特征之一是它的事件視界，這是一個假想的表面，如果你穿過它，你會發現自己無法逃脫。因為拓撲孤子不是奇點，所以沒有事件視界的特征。因此，假設你能在這次相遇中幸存下來，原則上你可以走到一個孤子面前，把它握在手里。

這些拓撲孤子是令人難以置信的假設對象，基于我們對弦理論的理解，而弦理論尚未被證明是我們對物理學理解的一個可行的更新。然而，這些奇異的物體可以作為重要的測試研究。如果研究人員能夠發現拓撲孤子和傳統黑洞之間的重要觀測差異，這可能為找到測試弦理論本身的方法鋪平道路。

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責任編輯：Rex_18