这个弦理论“星”看起来和行为都像一个黑洞：

一个多世纪前，黑洞被预测为巨大的质量集中，将宇宙的结构折磨成光和信息的陷阱，现在黑洞已成为事实。

但光的每一次扭曲都可能我们现在遇到的是经过验证的无限密度的集中，或者我们是否应该为其他奇特的宇宙奇异品种也可能看起来不可思议地像空间中的洞留出空间？

使用保留的数学模型弦理论，美国约翰霍普金斯大学的三位物理学家发现，一些从远处看起来像黑洞的物体可能在近处完全不同：一种称为拓扑孤子的新型假想奇异恒星。

鉴于弦理论是一个需要检验手段的假设，这些奇怪的物体只存在于纸上，漂浮在纯数学领域。至少，据我们所知。但即使作为一种理论建构，它们有一天也能帮助我们解决问题

物理学家 Ibrahima Bah 说：“你怎么知道你没有黑洞？我们没有很好的方法来测试它。” “研究拓扑孤子等假设物体将帮助我们弄清楚这一点。”

黑洞可以说是宇宙中最神秘的已知物体。见鬼，直到 2015 年首次探测到引力波，我们才对它们的存在有了具体的确认，距今还不到 10 年。这是因为黑洞的密度如此之大，以至于它们的引力扭曲了它们周围的时空，以至于在被称为事件视界的一定距离内，宇宙中没有任何东西的速度快到足以达到逃逸速度。甚至在真空中也没有光。

这意味着黑洞不发出我们目前可以检测到的光，使它们不可见；而且，由于光是我们了解宇宙的主要工具，我们真的只能通过研究太空来了解它们

黑洞本身在数学上被描述为密度无限大的一维点——它本身在物理学中并不真正等同于任何有意义的东西。

但我们可以还可以想象其他奇异的物理学表现以类似的方式表现。一个例子是玻色子星，这种假想物体是透明的，因此不可见，就像黑洞一样。

现在，由物理学家皮埃尔·海德曼 (Pierre Heidmann) 领导的小组发现拓扑孤子代表了另一个。这些是弦理论预测的四维时空中的引力扭结，其中宇宙的最小元素不是像素点，而是微小的振动弦。

从远处看，这些扭结周围的区域并没有那么不寻常。然而，在近距离观察时，空间的拓扑结构严重扭曲。

该团队以数学方式构建了他们的拓扑孤子，然后将他们的方程式代入到模拟中以看看它会如何表现。他们将模拟叠加在真实的空间图片上，以便最准确地了解他们的构造将如何运行。

从远处看，拓扑孤子看起来就像一个黑洞，光似乎被吞噬了。

然而，在距离更近的地方，拓扑孤子变得很奇怪。它根本不像黑洞那样捕获光，而是将其扰乱并重新发射。

显示黑洞和拓扑孤子之间区别的动画。 （Pierre Heidmann/约翰霍普金斯大学）

“光线强烈弯曲，但没有被吸收就像在黑洞中一样，它会以奇怪的运动散开，直到某一时刻它以混乱的方式回到你身边，”海德曼说。“你看不到黑点。你会看到很多模糊，这意味着光正疯狂地围绕着这个奇怪的物体旋转。”

弦理论试图解决物理学中一个长期而令人烦恼的紧张关系：在量子力学之间，它描述了事物是如何发生的在非常小的尺度上表现，而广义相对论描述了更大的尺度。量子力学在相对论尺度上崩溃，反之亦然，这让物理学家无休止地烦恼，因为他们应该能够很好地一起玩。

两者的统一理论，我们称之为量子引力，已被证明是难以捉摸的。拓扑孤子是第一个基于弦理论的对象，对应于黑洞的行为，表明量子引力对象可以用来描述真实的-世界物理学。

“这些是天体物理学相关弦理论的首次模拟Heidmann 解释说。

我们不希望在天空中看到它们，因为我们实际上可以描述拓扑孤子和黑洞之间的差异，就像观察者在天空中看到它们一样天空，显然，但探索这些可能性可以帮助科学家更好地理解量子力学和广义相对论之间的紧张关系，希望有一天能给我们带来解决方案。

“这是一项精彩研究计划的开始”Bah 说。“我们希望在未来能够真正提出由量子引力中的新型物质组成的新型超紧凑恒星。”

该研究已被 Physical Review D 接受。