巨大恆星透過核心的核融合產生光和熱，釋放出巨大的能量。然而，最終最大的恆星會耗盡燃料。一旦發生這種情況，輻射產生的向外壓力將不足以抵抗重力。恆星開始在自身重量下坍縮，理論上會持續進行，直到其所有質量被壓縮成一個稱為奇點的單一點。

儘管黑洞被物理學家廣泛接受，但它們仍然引發深刻的問題。相當於數十億個太陽質量的物質如何被壓縮到一個無限小的點？時空如何在奇點處無限彎曲？

在這個極限狀態下，已知的物理定律無法提供可靠的答案。科學家無法準確描述在這種條件下發生的情況。黑洞也帶來了另一個挑戰，因為它們隱藏了事件視界之外的一切。任何越過這個邊界的物質、輻射或資訊，包括光本身，都無法再被觀測到。

重力星與暗能量的角色

由於這些未解決的問題，一些研究人員探索了至少一些被識別為黑洞的物體實際上可能是其他東西的可能性。其中一種提出的替代方案是一種稱為重力星（gravastar）的超緊湊天體。

重力星的密度和質量幾乎與黑洞相同，由於其強大的引力作用，使得它們極難被偵測到。然而，與黑洞不同的是，它們不包含奇點或事件視界。取而代之的是，在它們的普通物質外層下方，將充滿暗能量。這種神秘的能量形式會產生一種向外的壓力，抵消重力並阻止完全坍縮。

對許多物理學家來說，重力星提供了一種有吸引力的替代方案，因為它們避免了與黑洞相關的一些概念性問題。然而，一個主要問題已經懸而未決數十年：重力星實際上是如何形成的？

新解決方案暗示形成微型宇宙

理論物理學家 Daniel Jampolski 和 Luciano Rezzolla 教授現在提出了一個他們稱之為廣義相對論愛因斯坦方程式的「第一個動態解」，解釋了坍縮的恆星如何產生重力星。

根據他們的研究，巨大恆星的坍縮可能會觸發一個微型宇宙在坍縮物質本身內部的誕生。這個新形成的宇宙與誕生我們自身宇宙的大爆炸不會有太大差異。就像在我們的宇宙中一樣，暗能量將驅動其膨脹。

隨著微型宇宙的膨脹，它會向外推動，對抗重力的向內拉力。這種對抗力可以在黑洞形成之前阻止坍縮。結果是坍縮的恆星物質與膨脹的內部宇宙之間達到穩定的平衡。這種平衡創造了一個重力星。

研究人員表示，他們的解決方案首次解釋了一個科學家們爭論了約 25 年的問題：重力星如何從普通物質的坍縮中出現。

Daniel Jampolski 在 Luciano Rezzolla 的指導下，在他的碩士論文期間開發了這個解決方案，他解釋說：「一旦恆星已經坍縮到幾乎變成黑洞的程度，新興宇宙的大爆炸就可以展開。」

被壓縮到如此極端密度的物質的行為仍然知之甚少，這為新的物理現象的可能性敞開了大門。正如 Jampolski 指出的那樣：「更容易想像大爆炸只在一個非常晚的階段發生，那時物質已經被極度壓縮，從而產生了新的效應。」

Goethe 大學理論天體物理學教授 Rezzolla 強調，探索替代方案並不意味著拒絕黑洞。「尋找黑洞的替代方案不應暗示對黑洞的懷疑，黑洞仍然是重力坍縮命運最自然、最簡單的解決方案。然而，作為科學家，特別是理論物理學家，對我們不知道的事物保持開放的態度至關重要，因此要同時探索被普遍接受的觀點和更奇特的解釋。歷史告訴我們，後者變成前者並不少見。」