黑洞，每個宇宙愛好者都津津樂道的話題，因為人類對它還知之甚少，因而可以將大量的想像寄託在它的身上。科幻作品中可以用黑洞來作為能源，也可以直接進入它穿越時空，著名的已故科學家霍金也是研究黑洞的專家，他提出了霍金輻射將相對論與量子力學在一定的尺度上統一，得出了
黑洞並非只進不出的認識。
奇點與視界
而其中有關黑洞內部究竟是什麼構造其實一直非常有爭議，相信很多人也聽說過“奇點”這個詞，說的意思是黑洞的中央是一個體積無限小，密度無限大同時所有物質都不會停止向內掉落的點。因為它實在是太過奇異，不像是一個物理世界應該有的東西，所以被稱之為奇點。
但是要注意呦，黑洞裡到底有什麼其實我們無從知道，首先從現實上來說黑洞觀測難度太大了，其次從理論上來說我們沒有穿透視界的能力，不太可以知道黑洞裡面到底是什麼。
什麼是“視界”？就是在黑洞的引力範圍中，介於光可以逃脫與不能逃脫之間的邊界。當我我觀察黑洞時就可能看到不可思議角度的光線，其實這就是差一點點就要掉進去的光勉強逃脫後映在我們眼中的樣子，這種現象被稱為引力透鏡。
為什麼光在引力附近會走曲線？因為引力會令時空彎曲，光只“走”直線，那麼在黑洞附近彎曲的時空讓“直線”在平坦時空的觀察者看來也變成彎的了，但是對於光來說它“走”的依然是直線而已，只是其它空間變得彎曲了。運動是相對於觀察者來說的，被稱為參考系。所以不同引力下的觀察者看彼此都是彎曲的。
奇點真的存在嗎
那麼這些和今天的題目有什麼關係呢？就在於這個“奇點”上，雖然它的名氣很大，但到底存在不存在還是有爭議的，因為它存在於數學上而非常觀測中。量子物理學家就傾向於認為奇點並不存在，黑洞中從來就沒有一個體積無限小密度無限大的東西。
為什麼？因為數學中存在的異常數字在現實世界中通常是不存在的，數學是人類抽象想象的一種工具，它可以解決很多現實問題但它並不代表現實。比如圓周率已經算到了小數點後第十萬億位了，但是在小數點後第60位的時候，計算整個可觀測宇宙的周長都不會有一個原子的誤差！所以其實圓周率的無限精度在現實來說並沒有什麼意義。
同樣，如果我將一團泥抹在一個平面上，從數學的角度來說只要我抹的面積越大，那麼厚度就會越薄，如果我抹得無限大就會變得無限薄。但是事實是在大於一個極限面積之後，組成泥的分子之間的間隙就會變大，而厚度會停留在一個最小值不變——單個分子的高度，只要你測量的面積下還有“泥”這種物質的話。
我們將傳統數學中的世界——存在無窮大與無窮小的世界稱為“連續的世界”，而將抹泥的世界稱為“離散的世界” 。量子物理學之所以成為物理學之光，解決了物理學數千年發展後面臨的瓶頸，正是因為其用“離散”去理解世間萬物，將物理的本質與“離散”結合起來。當然作為嚴謹的科學，用量力物理學改造後的數學就可以計算並解決微觀世界的物理現象，在實用的世界中，量子物理學完勝。
所以我們再看看奇點，它的身上就存在“無窮”——無窮小的體積導致無窮大的密度。
這在量子物理學家看來是不可理喻的，只要“離散”是這個世界的本質，奇點就不可能存在。那量子物理學家是如何理解黑洞的呢？他們認為黑洞中存在一個體積極小但有限的“核”，數學上的曲線並不會一直向無窮小延伸，它們會在某一個非常小的值後穩定下來，就像無窮大面積的泥的厚度一樣。
預言黑洞爆炸
不僅如此，量子物理學家還預言，黑洞不僅不會無限地吸收吞噬，還會爆炸。現在所有存在的黑洞都是在以極慢地速度逼近那麼體積最小值。一但達到最小，黑洞內核就會發生反彈，將之前吸收的東西全部吐出來。一但發生這將會是宇宙中最燦爛的奇觀，最明亮的，遠勝超新星爆炸的存在。
為什麼會有這樣的預言？這就要從量子力學中非常著名的“測不準原理”中尋找答案了。
我們可能之前也聽說過，測不準原理的官方表述是“你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度”。其實我們要注意的是，“測”並不是說一定需要一個穿著白大褂的物理學家才可以，而是泛指“外界系統通過信息交換的方式傳遞”。也就是說只要這個系統能進入讓人可以判斷其中粒子參數的狀態中，都算測。
而位置與速度的關係也並不是簡單的“一次只能測一個”那樣，而是像蹺蹺板的兩端，如果一個讓事件讓粒子的速度信息可以非常精確地表達出來，那麼這個粒子的位置就會變成接近於“無處不在”（當然是在它可能出現的區域）。而如果一個事件可以讓粒子的位置變得非常確定，那麼它們就會獲得一個極大的速度。
明白了這兩點之後我們再來看看黑洞，黑洞中的物質無疑進入了體積非常小的狀態中，那麼粒子間的運動就會被相互限制。換而言之，粒子的位置會越來越趨於固定，位置越精確動能就會越大，當壓縮到極限時這些粒子的速度也達到了極限，於是會以極高的速度向外爆發——BOOM！巨大的爆炸，黑洞會徹底炸掉！
為什麼我們沒見過黑洞爆炸
那麼可能有朋友會問了：按這種說法黑洞應該一形成就爆炸呀，為什麼我們還沒有觀測到過黑洞爆炸呢？
那是因為時間的流速不同，廣義相對論告訴我們時間會隨著引力的增大而減慢，黑洞中的奇點就是一個時間完全停止的地方。但是量子物理學家預言奇點不存在，黑洞的中央時間依然還在流逝，只是與外面的世界差速極大。如果我們是在黑洞的中間觀察，會發現黑洞與想象中的一樣，在形成的瞬間就會直接反彈爆炸。但是從外面的世界看來，黑洞似乎可以穩定地持續很長很長時間。
如果你掉進黑洞（假設不會死），就能實現時空穿越。不過與想象的稍微有一點不同，你是直接穿越到了幾十甚至幾百億年後的未來——在巨大的轟鳴爆炸之後，你發現宇宙又變老了許多。
大爆炸可能本質是大反彈？
奇點預測並不只存在於黑洞中哦，還記得宇宙大爆炸麼？如果量子理論的解釋正確，那麼宇宙最初也不是一個體積無限小，密度無限大的點，而是一個體積與密度都有限的物體。更進一步思考我們就會發現，在宇宙爆炸之前也應該存在著一個“收縮前的狀態”，相當於“宇宙的前世”。
於是……“宇宙大爆炸”變成了“宇宙大反彈”？上一個宇宙出於某些原因收縮了，之後再反彈演化成了我們現在的宇宙。
到這裡本篇的內容就完結了，相信你一定會為之震撼，最後再拋一個思考題吧：我們的宇宙有沒有可能是更廣闊宇宙中爆炸的一個巨大黑洞？大家可以在評論區暢所欲言哦！
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