黑洞是被“暗物质”包围的巨型“原子核”

“引力分子”？

黑洞及其周边模拟。

科学家们也不乏奇思妙想，尤其是在不同研究领域之间，常常有人根据某种相似性提出假设。虽然这种相似性并不见得总有逻辑。

研究天体物理的科学家中有人认为黑洞周围存在着一种不可思议的“引力分子”，可以为我们揭示暗物质乃至时空的本质。而这个想法就来自粒子物理学中的一个概念——场。粒子物理学认为，场可以用来描述现实的本质，而且宇宙中的一切归根结底都是场。

量子力学中的测不准原理告诉我们，我们无法确切地说出一个电子在某一时刻的准确位置。这让人费解。但是当我们引入了场的概念之后，就变得比较好理解了。

场理论认为电子也是一种场。由于场和周围的世界是相互作用的，因此电子场和原子核会相互影响，进而改变电子在某处出现的概率，导致电子只出现在原子核周围的某个特定范围内。在场理论看来，原子就是被电子场包围的原子核。而由多个原子组成的分子也是一样。

令人称奇的是，黑洞和原子有着许多至少是表面上的相似性。奇点相当于原子核，而黑洞周边相当于场。场和奇点互相影响，进而导致与这种场相对应的某种粒子只出现在特定范围内。黑洞是被场包围的奇点，而在由多个黑洞形成的天体系统周围，场就能像原子结合成分子一样，以某种方式交织在一起。双黑洞周边场的这种行为被称为“引力分子”。

理论上，暗物质和暗能量都有可能是场。假如暗物质真是由某种场构成的，那么在双黑洞周围，暗物质就会处在一种非常特殊的状态中；而与此相对应的暗物质粒子，其运行轨道也会很特殊。这一切就像分子周围的电子场一定和原子周围的电子场不一样一样。

在这个理论中具有现实意义的一点是：由于双黑洞会合并，黑洞周围的暗物质场就会在黑洞的合并过程中，影响黑洞合并产生的引力波。假如我们的引力波探测器足够灵敏，暗物质就会露出马脚。

通过这种方式，我们或许可以打开一扇通往“黑暗宇宙”的门。

参考
Black hole binaries and light fields: gravitational molecules
https://arxiv.org/abs/2010.00008