研究發現，量子效應阻止了光形成黑洞的可能性，否定了愛因斯坦的相關理論。
愛因斯坦的相對論預言黑洞可以由光單獨形成，但量子效應的加入使這種情況變得不可能。
看起來，光單獨形成黑洞是不可能的。根據Albert Einstein的理論，能量和質量是一體的，因此應該可以創造出一個光密度足以塌陷成黑洞的區域。但更深入的研究表明，量子效應阻止了這種情況的發生。
黑洞通過光塌陷形成的概念，稱為kugelblitz，已經存在了幾十年，研究人員考慮過如何在實驗室中製造它們，甚至是否可以用於給星艦提供動力。但當Eduardo Martín-Martínez及其加拿大滑鐵盧大學的同事將量子效應納入我們對kugelblitze的理解時，顯然這些奇特的物體可能無法形成。
「在我們宇宙的現有條件下，即使使用目前不存在的超級強大雷射，也無法自然或人工形成kugelblitz，」Martín-Martínez說道。
這是因為一種名為Schwinger效應的量子現象，其中物質由極端電磁場產生。當強大的光束在一個小區域內集中時，會自發地產生電子和正電子對。它們的形成會從其父場中竊取一些能量。
研究人員發現，形成kugelblitz所需的極高光濃度會以同樣高的速度從Schwinger效應中產生電子和正電子。這些粒子和反粒子會從光中迅速逃離，從而阻止黑洞的凝結。「這些效應在結構接近黑洞之前就阻礙了黑洞的形成，」滑鐵盧大學的José Polo-Gómez說。
研究人員發現，這一規則適用於半徑從10萬公里到10^-29米(比質子小數萬億倍)的黑洞。「被排除的長度範圍非常大，所以我認為它涵蓋了所有現實場景，至少根據我們目前對物理的理解，」英國謝菲爾德大學的Elizabeth Winstanley說，她並未參與這項工作。
唯一可能的例外是在早期宇宙，當時整個時空的行為不同。這種差異可能使kugelblitze得以形成。研究也沒有排除先由物質形成黑洞，然後再用光增長的可能性。
「一旦黑洞形成，你當然可以向其中投射光，」Martín-Martínez說。「但一旦光越過黑洞的事件視界，它就不再是光了——根據廣義相對論，無法判斷黑洞是由什麼組成的。」這也意味著如果kugelblitze在早期宇宙形成，我們無法將它們與普通黑洞區分開來。
「廣義相對論的方程有很多涉及我們可能認為是不物理現象的奇異解，」Winstanley說。「因此，這種分析對於識別現實的廣義相對論解並排除在物理宇宙中不可能出現的解非常重要。」