手機用戶96730138882
在科幻小說中，黑洞就像是通往另一個世界的大門，將你帶到宇宙中遙遠的角落。作為浩瀚宇宙存在的一種神秘天體，黑洞一直被無數天體物理學家所痴迷，也始終是科學家們競相研究的對象，關於黑洞研究的新進展更是層出不窮。然而，人類對這個未曾謀面的天體仍有許多未解之處。
圖為電影《星際穿越》中展示的黑洞。為了達到真實的黑洞效果，花費了30名研究人員將近一年的時間，數千臺計算機聯網進行精確模擬才得以實現。
秘密一：黑洞裡有什麼？
黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程：恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星球。
目前，澳大利亞天文學家最新觀測發現180萬光年之遙的一個超大質量黑洞，其質量是太陽的38億倍。
但在黑洞情況下，由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。高密度而產生的力量使得任何靠近黑洞邊界的物體都會被它吸進去，就連光都無法逃離。黑洞邊界充滿了能量，邊界的量子效應產生了熾熱粒子流，並向周圍的宇宙空間輻射開來，這就是所謂的“霍金輻射”，這是以著名物理學家史蒂芬·霍金名字命名的。在足夠長的時間內，黑洞將輻射消耗完自身的全部質量，並隨之消失。
霍金輻射效果圖，未考慮黑洞的引力透鏡效應。
一切規則清晰的遊戲，計算機永遠都要贏過人類簡單來說，黑洞就是引力引起的坍縮。我們的物質是由電磁力支撐的，引力大到一定程度，連電磁力都抵抗不住了，物質就坍塌，極端的情況就是黑洞。
——青年科幻作家、全球華語科幻星雲獎得主 江波
由於人們無法直接觀察到黑洞，物理學家也只能對它的內部結構提出各種猜想。天體物理學家認為，黑洞中並不是空空如也，而是充滿了大量的物質，不管物質的來源如何，它都會被推擠到一個密度無限大的點上。這個點便叫做“奇點”。
事實上，奇點的體積無限小、密度卻無限大。奇點周圍有一塊黑暗區域，也就是黑洞的尺寸，是由它所產生的引力大小來衡量的。離黑洞很遠的時候，光可以像往常那樣自由穿梭，照亮它途經的天空。而靠近黑洞後引力變得越來越大，最終，即使跑的像光那樣快也無法逃離黑洞的引力。這就是為什麼奇點四周有一塊黑暗區域的原因。那個由於引力巨大以至光線也無法逃脫的邊界，我們叫它“視界”。
從事件邊界噴湧而出的“霍金輻射”。
天體物理學家表示，要知道黑洞裡面是什麼，我們需要有什麼東西從視界裡出來並讓我們用望遠鏡看到。對天文學家來說，要找到這樣一個東西，最簡單的就是光，不過黑洞連光都逃不出，因而我們無法獲得任何信息。
近日天文學家發現鄰近星系兩個黑洞以超越物理法則的速度吞噬伴星，在該過程中，天文學家觀測到黑洞以每秒四分之一光速的速度將宇宙物質像打飽嗝一樣釋放出去。
秘密二：掉進黑洞會怎樣？
大多數科學家都把黑洞看做一個奇點。不管物質的來源如何，它都會被推擠到一個密度無限大的點上。如果你掉到了黑洞裡，通常的描述是：你首先會被潮汐力拉長成一根意大利麵，然後變成一團虛無。組成你的物質則將進一步增大黑洞的事件邊界半徑。
隨著黑洞吸收的東西越來越多，事件邊界的半徑也會變得越來越大。圖為黑洞正在從一顆伴星中吸取氣體。
不過，事實上也沒人能知道倒進黑洞以後究竟會被立即撕成碎片，還是安然無恙。也許掉入黑洞並不一定就意味著死亡，你的命運或許會變得比你想象中的更加神奇、怪異。
半人馬射電源A（Centaurus A）可能是一個位於我們銀河系中央的大型黑洞。
這是理論物理學發展到現在的一個無法解釋的悖論。假設：你有一個同伴，當你在掉入黑洞時，他正處於安全的範圍，且親眼目睹你掉入黑洞的恐怖的一幕。
當你向黑洞的邊界不斷加速掉落時，因為引力的梯度變化太大，當你距離黑洞邊界點越近，你前進的速度看起來就會越來越慢，在你的同伴眼裡，你就像凝固住了一樣，靜止在那裡，沒有任何動作，身體沿著邊界不斷拉伸，並被熾熱的火焰所吞噬。
然而，換成你自身的角度來回顧整個過程，上述神奇的事情並沒有發生。當你向黑洞不斷加速前進時，你沒有任何碰撞或不安的感覺，當然沒有拉伸、變慢的變化和可怕的烈火炙烤。那是因為你正處於自由落體運動過程中，你沒有感受到任何重力。
量子物理學的核心宗旨是信息永遠不能丟失。任何一點能夠描述你存在的信息必須要留在黑洞邊界之外，否則物理學定律將會失效。而從置身黑洞之中的你來說，沒有遇到熾熱粒子流或任何非正常事物也是事實。否則，你將違背了愛因斯坦論證的廣義相對論。
因此，物理學定律讓我們得到一個似乎非常荒謬的結論。物理學家將這種矛盾的結論稱為“黑洞信息悖論”，即人掉入黑洞必須同時具備兩種狀態，即黑洞外的一堆灰燼和黑洞內的活生生的人。
黑洞信息悖論與火牆模型示意圖。
幸運的是，美國物理學家李奧納特·蘇士侃於1990年找到了解決這一悖論的方法。他認為這一悖論並不存在，因為沒有任何人看到過自己的克隆版本。你的同伴見到的化為灰燼的你，和你見到的那個存活的自己，是在不同人的視域裡無法進行對比的，同時，也沒有第三者同時看到黑洞內外的你。因此，沒有任何物理學定律會被打破。
也許黑洞帶給我們的另一個最重要的秘密，那就是沒有所謂的“真實”。
秘密三：黑洞能通往另一個世界嗎？
黑洞能夠扭曲空間，從而使原本相距很遠的兩點之間的距離大大縮短。就像如果你在紙上畫一條線，線就會跟著紙張的形狀走，當你彎折這張紙時，線的長度是保持不變的。但如果你把這張紙戳通，線的兩端之間的距離就會縮小很多。
1994年，史蒂芬·巴克斯特所著科幻小說《環》中有過這樣描寫，因為空間中任何物體都有旋轉的傾向，如果奇點的旋轉速度夠快的話，它就不是一個點，而會形成一個環狀，環狀奇點就成為通往其他宇宙的大門。因此，黑洞可能就是蟲洞，是一個連接不同時空的大門。
黑洞導致光線傳播路徑的極大扭曲，形成類似“透鏡”的效果。
環狀奇點是通往新世界的大門這一概念要想西定論還為時過早。因為沒人知道環狀奇點是如何出現的。而且，只要當人們試圖解決黑洞——蟲洞中的數學運算時，就總會遇到難以使這道“大門”保持穩定的問題。和現實中的建築相比，它們實在太不穩定了。
端的情況就是黑洞。
——芝加哥洛約拉大學物理學副教授 羅伯特·麥克尼斯
另一個問題是，如果黑洞真的是通往其他宇宙的門戶的話，我們應當能觀察到從黑洞中憑空出現的物體，但目前還沒有人觀察到過這一現象。畢竟，就算只是意外事件，也總會有東西從其他宇宙中穿過來的。
圖為NASA繪製的巨型黑洞概念圖。 資料圖
或許，哪怕宇宙有起點，宇宙之外仍舊有物理現實，只是我們侷限於自己的時空屬性不可探究。而未來的科學研究，除了理解天體宇宙的自然規律，更重要的就是黑洞在宇宙演化中的自然作用。也許更多的秘密亟待解開。
神秘的人
什麼是黑洞？什麼又是質量？什麼又是時間？什麼又是空間？質量與時空的關係又是什麼？為什麼l＝0，9的循環？無限小是否等於零？無限大是什麼？物質是否可以無限切割？物質既然能無限切割是否也等於零？無限個省略號無限個問號。
愛因斯坦的相對論的腦際是開了天窗的。二十年前讀過，當年以為自己懂了，滿眼的公式沒記住，所以又發現自己什麼也不懂了。
一個不懂相對論的人去討論什麼相對論預測出的黑洞的概念。
