愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，早就預(yù)言了黑洞這種神秘天體的存在，但直到2019年，天文學(xué)家才拍攝到了黑洞的照片，也驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦當(dāng)初的預(yù)言。

但是，更大的問(wèn)題還在后面。其實(shí)是否拍攝到黑洞照片并不是很重要，因?yàn)樘煳膶W(xué)家們?cè)缇椭懒撕诙吹拇嬖?，拍攝到黑洞照片只是給大家吃了一顆“定心丸”。更大的問(wèn)題是：黑洞到底是怎樣的天體？黑洞里面到底是什么？

首先我們需要明白黑洞是如何產(chǎn)生的。我們平時(shí)所說(shuō)的黑洞通常是指“恒星類”黑洞，也就是由大質(zhì)量恒星形成的。大質(zhì)量恒星在生命晚期，走向死亡的過(guò)程中會(huì)急劇向內(nèi)坍縮，在引力作用下，幾乎所有物質(zhì)都會(huì)坍縮到一點(diǎn)，也就是所謂的“奇點(diǎn)”。

能夠看出，黑洞其實(shí)也屬于“恒星”的范疇，只不過(guò)是恒星死亡后的“墳?zāi)埂?。知道了這些，再理解黑洞就相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)了。

按照愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，任何物體，尤其是大質(zhì)量天體都會(huì)壓縮周圍的時(shí)空。舉個(gè)例子，把一個(gè)鐵球放在彈性布料上，鐵球就會(huì)造成布料向下凹陷。這時(shí)候把一個(gè)玻璃球放在凹陷的布料上，玻璃球就會(huì)沿著凹陷的中心滾輪，看起來(lái)就像是被引力吸引一樣。

上面所說(shuō)的彈性布料就相當(dāng)于時(shí)空結(jié)構(gòu)，而鐵球就相當(dāng)于恒星等大質(zhì)量物體，玻璃球相當(dāng)于圍繞恒星運(yùn)行的行星等天體。恒星造成時(shí)空的彎曲，而行星等天體感受到了時(shí)空的彎曲做“測(cè)地線”運(yùn)動(dòng)，這就是引力的本質(zhì)。

這里多說(shuō)一句，用彈性布料來(lái)形象地描述時(shí)空彎曲，其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，因?yàn)樘罩袥](méi)有上下的概念，時(shí)空彎曲的方向是朝著物體的質(zhì)心。網(wǎng)絡(luò)上的示意圖只是一種簡(jiǎn)潔的形象描述，主要是為了更通俗地表達(dá)時(shí)空彎曲，大家知道就行了。

也就是說(shuō)，引力只是一種表象，其本質(zhì)是時(shí)空彎曲。而且，質(zhì)量越大的物體，對(duì)時(shí)空的彎曲程度越高，這與“鐵球越重，對(duì)彈性布料的壓縮程度越高”是一個(gè)道理。

比如說(shuō)，太陽(yáng)對(duì)時(shí)空的彎曲程度，就比地球更高。而黑洞則是一個(gè)非常另類的存在，它能把時(shí)空彎曲到極限。

但是，“彎曲到極限”到底該如何理解呢？其實(shí)嚴(yán)格來(lái)講，這已經(jīng)超出了當(dāng)今物理學(xué)的研究范疇，因?yàn)槲锢韺W(xué)研究的事物都是具體的，可描述的，而極限的概念是抽象的，不能具體描述的。

這也是為什么物理學(xué)一旦遇到了“無(wú)限”的概念，往往都很頭疼。

把時(shí)空彎曲到極限，是不是意味著徹底把時(shí)空擊穿呢？就像剛才所講的把一個(gè)鐵球放在彈性布料上，如果鐵球的質(zhì)量足夠大， 大到一定程度就可以把彈性布料完全撕裂，最終弄砸出一個(gè)洞。

事實(shí)上，科學(xué)家們?cè)缭?0世紀(jì)30年代就已經(jīng)開(kāi)始這種問(wèn)題了。愛(ài)因斯坦和羅森兩人通過(guò)求解引力場(chǎng)方程，得到了一個(gè)解，也就是后來(lái)的“愛(ài)因斯坦羅森橋”，后來(lái)被稱為“蟲(chóng)洞”，蟲(chóng)洞連接的是兩個(gè)不同的時(shí)空，甚至有可能連接到另一個(gè)世界。

不過(guò)，在物理學(xué)家惠勒看來(lái)，蟲(chóng)洞這種結(jié)構(gòu)是很不穩(wěn)定的，理論上只要有任何物體進(jìn)入，就會(huì)瞬間塌陷。后來(lái)隨著量子力學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們從理論上論證了蟲(chóng)洞可以穩(wěn)定存在，不過(guò)需要一種叫做“負(fù)能量”的東西幫助。

何為負(fù)能量？當(dāng)然不是網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常出現(xiàn)的“戾氣”，它是一個(gè)物理概念，與能量是對(duì)應(yīng)的。物理學(xué)上，真空也擁有能量，最低的能量，被稱為真空零點(diǎn)能。而低于真空的能量就是負(fù)能量?？茖W(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了負(fù)能量確實(shí)存在。

要維持蟲(chóng)洞的穩(wěn)定，需要大量的負(fù)能量，而制造出足夠的負(fù)能量是很困難的，需要巨大的能量。根據(jù)質(zhì)能方程，能量又意味著質(zhì)量，巨大的能量意味著巨大的質(zhì)量，而質(zhì)量很容易在引力作用下發(fā)生坍縮。

不管如何，在理論上蟲(chóng)洞的確是存在的，大自然也不反對(duì)蟲(chóng)洞的存在。而在著名科幻電影《星際穿越》里，就有黑洞和蟲(chóng)洞的故事情節(jié)描述。在很多科學(xué)家眼里，黑洞和蟲(chóng)洞是有機(jī)的整體，男主人公穿越黑洞，來(lái)到不可思議的五維時(shí)空，完全是另一個(gè)世界。

雖然《星際穿越》里的故事情節(jié)是虛構(gòu)的，但有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ)。物理學(xué)理論告訴我們，蟲(chóng)洞不但存在，甚至宇宙中到處都有蟲(chóng)洞，你的身邊可能就有蟲(chóng)洞的存在。只不過(guò)這些蟲(chóng)洞通常都很小，而且存在時(shí)間極短，宏觀物體不可能直接穿越。

有科學(xué)家甚至提出，被愛(ài)因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”，也就是量子糾纏，很可能就是通過(guò)蟲(chóng)洞來(lái)作用的。

除了黑洞之外，科學(xué)家們提出了更加瘋狂的概念：白洞。從名字上就能看出來(lái)，白洞的性質(zhì)與黑洞相反，黑洞吞噬任何靠近的物體，而白洞正好相反，它“只吃不吐”。

同時(shí)，黑洞和白洞通過(guò)蟲(chóng)洞連接起來(lái)，三者組成了一個(gè)有機(jī)的整體?？茖W(xué)家們甚至懷疑，我們的宇宙就是白洞“吐”出來(lái)的。

黑洞，其實(shí)并不是一片漆黑，因?yàn)樗苍跁r(shí)刻向外輻射能量，當(dāng)然不是直接輻射，畢竟沒(méi)有任何物體和信息能逃離黑洞，而是通過(guò)“霍金輻射”這種間接方式輻射能量，在這個(gè)過(guò)程中慢慢蒸發(fā)，質(zhì)量越大的黑洞蒸發(fā)越慢。

霍金不僅提出了“霍金輻射”理論，更是大膽提出，所謂的白洞其實(shí)就是黑洞，這就意味著，如果你不小心被黑洞吞噬了，別慌，你還會(huì)被黑洞“吐”出來(lái)的。但也有一個(gè)問(wèn)題：被黑洞“吐”出來(lái)的你還是原來(lái)的你嗎？

當(dāng)然，科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模陨详P(guān)于黑洞，蟲(chóng)洞和白洞的描述其實(shí)都沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的論證，以目前的人類科學(xué)水平，也很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證。

剛才講了，我們的宇宙可能就是白洞“吐”出來(lái)的，這樣說(shuō)并非“空穴來(lái)風(fēng)”，因?yàn)樵缭?014年，就有科學(xué)家發(fā)表論文稱，宇宙大爆炸就是一個(gè)超大白洞“爆炸”出來(lái)的，是一個(gè)五維時(shí)空發(fā)生坍縮而產(chǎn)生的。

這是否意味著我們的宇宙其實(shí)原本就是一個(gè)黑洞呢？

別說(shuō)，理論上還真有著這種可能。我們的可觀測(cè)宇宙的史瓦西半徑大約為138億光年，這個(gè)數(shù)字正好與我們能觀測(cè)的宇宙極限距離相吻合。既然如此，理論上講，我們的宇宙真的可能就是一個(gè)黑洞。

在此基礎(chǔ)上，我們可以大膽猜測(cè)，或許是更高維度的宇宙，比如說(shuō)五維度時(shí)空宇宙里的黑洞發(fā)生了坍縮，以“大爆炸”的形式產(chǎn)生了我們的宇宙，四維時(shí)空宇宙。

而這一點(diǎn)其實(shí)在科幻電影《星際穿越》里也有所表現(xiàn)，男主人公穿越到五維時(shí)空，可以通過(guò)引力作用與四維時(shí)空里的女兒進(jìn)行交流。

除了以上這些，黑洞還有非常突出的一點(diǎn)：奇點(diǎn)。奇點(diǎn)位于黑洞的正中心，其實(shí)嚴(yán)格來(lái)講，黑洞就是奇點(diǎn)本身，由于奇點(diǎn)是沒(méi)有體積的，因此黑洞其實(shí)也是沒(méi)有體積的。而我們平時(shí)所說(shuō)的黑洞大小，其實(shí)指的是黑洞“事件視界”的大小。

事件視界的半徑就是史瓦西半徑，質(zhì)量越大，史瓦西半徑也就越大。一旦越過(guò)事件視界，人類已知的所有物理定律全部失效，更不要說(shuō)奇點(diǎn)本身了。

也就是說(shuō)，無(wú)論對(duì)于奇點(diǎn)做出任何解釋，都不會(huì)過(guò)分，因?yàn)槿魏慰赡苄远紩?huì)在奇點(diǎn)出現(xiàn)。由于無(wú)論是相對(duì)論還是量子力學(xué)，遇到了黑洞尤其是奇點(diǎn)都失效了，這意味著一定存在更高級(jí)的物理定律來(lái)詮釋黑洞。

那么，如今的我們就沒(méi)有任何辦法去探索黑洞里面的世界了嗎？

很遺憾，確實(shí)如此，我們只能探索黑洞與外部世界的相互作用，因?yàn)槲覀儫o(wú)法獲取黑洞內(nèi)部的一切信息。理論上講，確實(shí)有一種方法可以知道黑洞內(nèi)部到底是怎樣的世界，而且這種方法簡(jiǎn)單粗暴。

直接飛到黑洞里面一探究竟。

但最大的問(wèn)題是，即便我們發(fā)射探測(cè)器甚至直接派送人類飛到黑洞內(nèi)部，而且假設(shè)探測(cè)器或者人類能完好無(wú)損，黑洞外面的人也無(wú)法獲取任何信息，只有飛到黑洞內(nèi)部的人才知道那里到底是怎樣的世界，但是他無(wú)論如何都不可能把他看到的黑洞內(nèi)部世界告訴給人類。

而且，對(duì)于黑洞外部的人來(lái)講，甚至無(wú)法看到這個(gè)人進(jìn)入黑洞，只能看到他飛到黑洞事件視界的那一刻，就永遠(yuǎn)停留在那里了，一動(dòng)不動(dòng)！

為什么會(huì)這樣？

這是因?yàn)楹诙磸?qiáng)大引力引起的時(shí)間膨脹效應(yīng)。在黑洞外部世界來(lái)看，當(dāng)一個(gè)人不斷靠近黑洞事件視界時(shí)，他的時(shí)間會(huì)變得越來(lái)越慢，直到到達(dá)事件視界的那一瞬間，整個(gè)人都靜止不動(dòng)到了，在事件視界永恒存在。

但實(shí)際上呢？在他自己看來(lái)，早就墜入了黑洞。但外部世界無(wú)法看到這一幕，理論上直到宇宙毀滅的那一天也無(wú)法看到！

實(shí)際上這也告訴了我們，如果你想活到宇宙毀滅的那一天，其實(shí)很簡(jiǎn)單，有兩種方法。第一，以光速飛行。第二，來(lái)到黑洞的事件視界或者直接進(jìn)入黑洞。

第一種方法不太現(xiàn)實(shí)，畢竟光速是四維時(shí)空的速度極限。但第二種方法是可行的，只要找到一個(gè)黑洞就可以了，找到一個(gè)黑洞，理論上來(lái)到事件視界的一瞬間，你就能看到宇宙毀滅的場(chǎng)景，因?yàn)槟愕囊凰查g，外部世界已經(jīng)過(guò)去了無(wú)限長(zhǎng)的時(shí)間！

那么，既然宇宙都?xì)缌?，你還會(huì)存在嗎？

這是一個(gè)大問(wèn)題，其實(shí)本質(zhì)上還是黑洞的本質(zhì)。正如一開(kāi)始所說(shuō)，或許在穿越黑洞的那一刻，你已經(jīng)到達(dá)了另一個(gè)世界，另一個(gè)宇宙，而原來(lái)宇宙的命運(yùn)就與你無(wú)關(guān)了。

完！