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黑洞-从大自然的终极悖论到宇宙中的客观存在体

在宇宙的所有物质存在形态中，黑洞无疑是最奇怪的存在之一，不仅可以改变时间和空间，还能吞噬所有位于其周围的其他物质。不得不说，有时候它真的是一个令人讨厌的存在。

虽然，黑洞普遍的存在于较大的星系中，但它们也像是大自然的终极悖论，就那样静静地嘲笑人类为了了解它们所做的各种尝试。尽管，爱因斯坦在1916年的时候，就通过广义相对论预测了黑洞这种物体的存在。

但是，直到1967年，美国科学家约翰·惠勒才第一次提出“黑洞”这个说法。本不应存在地黑洞，其实是在白矮星和中子星被发现之后，才终于被大多数人接受它的存在。黑洞的确是外太空中最迷人、最奇怪的物体，那么，黑洞里面到底是什么？如果你掉入黑洞，会发生什么？有胆你就来！

黑洞是什么-在进入黑洞之前需要告知你的事

对于每个想要进入黑洞探险的人，尤其是那些在此之前对黑洞一无所知的勇敢者们，我有必要告知你们一些黑洞的基本情况。事实上，黑洞也是有不同的种类划分的，从大小的层面来说有恒星黑洞，超大质量黑洞和中间黑洞。

并且，其中的一些是带电荷（或不带电荷）和快速旋转的黑洞（或静止已久）。为了让大家对不同大小的黑洞有一个基本的感知，我会以其中一种进行举例。比如：那些恒星质量的黑洞，虽然体积小、但却非常致命，其惊人的密度会将周围的物体进行疯狂拉扯。

想象一下，有谁可以在这样的环境中存活，哪怕是一秒钟？所以，我将大家探险的黑洞目的地，设置为了一个不旋转、不带电荷的巨型黑洞，虽然，即便是偌大的宇宙，可能也并不存在这样的黑洞，但这的确是一场有意思的探索之旅。

沉浸黑洞里-您将在巨大的黑洞里找到什么？

此时的你，已经脱离了周围的环境，而你平日里最熟悉的太阳，也已经被移动了数万光年之远。此时，出现在你眼前的是宇宙中星际空隙的深处，这里有很多不曾见过的离谱而惊艳的许多大型事件。比如，见证一颗恒星太阳的生命历程，从它的诞生到最后的灾难性死亡，这一切都在你的眼前毫无保留的呈现了出来。

而接下来的时间里，你将进入一个巨大的黑洞之中，期待已久的神秘事件视界的另一面是什么样子？你又将在黑洞里面找到什么？当你远望那个巨大的、叫做黑洞的物体时，可能会觉得它和宇宙中的其他巨型物体一样，但如果你真的是一个冒险家，那就赶紧走近它吧。

如果，此时你只是想要远远地看一下黑洞，那么，你可以围绕着所谓的安全距离轨道行走。此时的黑洞就会像我们的太阳一样对你施加引力，只不过黑洞可能会少了太阳的光线、热量和辐射。但是，如果你想要进入黑洞内部窥探究竟，那么，就需要放弃绕安全轨道行走这样的想法。

虽然，事件范围并不是物理意义上的真实存在的边界，但我们常将黑洞的事件视界看作黑洞的“表面”。而黑洞这个无限密集的起点就被它所笼罩，从这个“表面”到起点之间的距离阈值，便是你通往黑洞内部的关键。所以，如果你想要走得更远，首先需要做的事就是闯入这个事件视界。

被困入黑洞之中的你，可能会有极短的一瞬间可以享受这样的体验，但最后终究难以逃脱死亡的结局。事实上，物体到达奇点需要多少时间，完全取决于这个黑洞的质量。比如，一个只有太阳质量几倍的小黑洞，你比可能还来不及眨。但是，已经进入事件视界的你，已经无法决定自己的去留。

因为，任何已经进入事件视界之中的物体，都不会停滞不前。来到奇点之后的你会发现，周围并不是被黑色所蒙蔽。就像宇宙中的其他光亮一样，因为，它们也会和你一起降落在这个神奇的地方。由于黑洞的质量是完全集中在一个无限小的点上，所以，这里的重力差异特别巨大。

而那些光则由于重力太大的环境氛围，而拥有了更高的转移频率。此刻开始，你对奇点的看法可能会发生变化，由于它指向的同时也是你未来的生命终点，即便你到达了那里也无法看清它的样子。因为，环境中巨大的引力差异将这一点延伸了，而你的大部分视线也因此而被吞噬。

简而言之，即便此刻的你足够接近奇点，但也只是像掉入了一个没有任何特征、巨大而空旷的黑色星球之上。只有当奇点从这个地平线，延伸到了另一个地平线，你才可能成功，而你到了那里会看到什么，大概只有你自己才知道。因为，没有任何物体可以从黑洞中逃脱。所以，你所看到的一切可能也只有自己知道，其他人并没有机会了解这些信息。

悟空科学

答：据目前科学家们猜测，在黑洞里面存在一个裸奇点。这个奇点类似于宇宙大爆炸之前的状态。在那里也许没有时间观念，因为一切到黑洞中的信息都消失了。黑洞不会发光，因为黑洞的质量很大，以至于连速度最快的光都无法逃脱黑洞的引力约束。所以说黑洞是一个“自闭症患者”。

我们平时是无法观测到黑洞的，但是我们可以观察到黑洞边界的事件视界———事件视界是由刚好不能从黑洞逃逸，而只可以永远盘旋的光线在时空里的路径形成的。也就是黑洞是边界。所以我们可以观测到的黑洞是一个黑漆漆的圆。

黑洞是恒星死亡之后的产物，而且必须是质量大的恒星，死亡后才会变成黑洞，质量小的恒星死亡后只能形成一个白矮星或中子星。就比如我们的太阳，死亡后则可以变成一个白矮星，白矮星冷却后再变成一个黑矮星，不过冷却是及其缓慢的过程。#帅#

我的回答就到这里，喜欢不要忘记关注我们——“时间史”

时间史

黑洞无毛？无论丢什么进去，看起来都一模一样

当惠勒于1967 年提出「黑洞」这个词时，它取代了原先的名词「冻星」。惠勒新造的这个词，强调了让人感兴趣的是恒星崩陷之后的残余物本身，而与它的形成过程无关。这个新名词很快就流行了起来。

从外面你无法知道黑洞内部是何模样无论你朝着它丢进什么东西或是它原本是什么东西它是如何形成的黑洞看起都一模一样惠勒对于这种现象有一句著名的描述黑洞没有头发A black hole has no hair

白矮星、中子星、类星体，都是恒星崩陷后的产物

对一颗正常的恒星而言，寿命可以有数十亿年以上，在这段生命里，绝大多数的岁月，它都是藉由把氢转换为氦的核融合过程所产生的热压力，来对抗因自身质量所产生的重力。然而，氢燃料终有燃烧殆尽的一天。此后，恒星便会开始收缩。

白矮星。图／pixabay

在某些情况下，它能承受得住自身的重力崩陷，只是变成密度很大的一个星核，称为白矮星。然而印裔美籍物理学家钱卓塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar, 1910-1995）在1930 年证得，白矮星的最大质量约为太阳的一点四倍。苏俄物理学家兰道（Lev Landau, 1908-1968）也独立计算出相似的数值，并把这个完全由中子组成的致密星体，命名为中子星。

对于另外无数个质量大于白矮星或中子星的恒星，当它们在核燃料耗尽之后，命运将会如何呢？稍后以研发原子弹而著名的欧本海默（Robert Oppenheimer, 1904-1967）曾对此做了一番研究。1939 年，欧本海默与沃科夫（GeorgeVolkoff, 1914-2000）、史耐德（Hartland Snyder, 1913-1962）共同计算出：

这样的大恒星，热压力将无法与自身的重力相抗衡。

再者，如果忽略这个热压力，一颗均匀球形对称的星体将会收缩成一个密度无限大的点，称为奇异点。奇异点（Gravitational singularity）。图／wikimedia

违反时空平坦假设的奇异点：时空曲面上的曲率无限大

然而，我们所有关于空间的理论，都是构筑在「时空是平坦的」假设上，因此，这些理论都无法适用于奇异点上，因为奇异点在时空曲面上的曲率为无限大。事实上，奇异点标志着空间与时间的终点。这就是爱因斯坦觉得非常反感的东西。

接着，第二次世界大战干扰了后续的研究。大多数的科学家，包括欧本海默在内，都把注意力转向核物理学，至于恒星崩陷的议题，则被大家抛诸脑后。一直到发现了类星体（quasar），科学界才又重新注意到这个问题。第一颗类星体3C 273 是在1963 年发现的，随后天文学家又陆续发现许多颗类星体。

第一颗类星体3C 273是在1963年发现的。图／wikipedia

类星体是极度明亮的活跃星系核（位于星系中心的质量密集区域），辐射出来的电磁波功率非常巨大，但是由于距离地球非常遥远，所以在可见光波段，看起来只是「类似」星状的微弱光点。由于类星体的静止质量并未大量减少，但释放出来的能量却远大于质能转换的结果，因此这些能量的来源不单只是核反应而已。唯一可能的解释是，这些能量来自重力崩陷而释放出来的重力能。

类星体的强电磁波，能量来自重力崩陷的重力能

恒星的重力崩陷，重新成为科学研究的焦点。当重力崩陷发生时，星体的重力会把周围的所有物质向内聚集。很显然，一颗均匀的球形恒星，最终会收缩成一个密度无限大的奇异点。但是，如果这颗恒星不是均匀的球形星体呢？由于物质的分布并不均匀，是否会让崩陷的过程也不均匀，从而避开奇异点的生成呢？

潘若斯在1965 年提出一篇著名的论文，仅仅根据重力只有吸引力的这个事实，证明了即使恒星不是均匀球形的星体，崩陷的最终结果仍会是一个奇异点。

爱因斯坦方程在奇异点里，因无法定义而失效了。也就是说，对于这个密度无限大的点，我们无法预测它的未来。这意味着，每当恒星发生崩陷时，就会有诡异而未知的事情发生。只要奇异点不是「裸露」的，换句话说，有个屏蔽（即事件视界）把它与外界区隔开来，那么无论在奇异点上发生什么事，便都与我们无关。于是，潘若斯提出了「宇宙审查猜想」（cosmic censorship conjecture）：

所有由恒星或其他星体因崩陷所形成的奇异点，总会有一个事件视界将它隐匿起来，因而任何人都无法观测到黑洞内部。

黑洞是一个重力极强、以致光都无法脱离的区域。宇宙审查猜想几乎可以断定是正确的了，因为所有希望证伪的尝试都失败了。

科研小虫

黑洞是一个球状天体，由于其引力太大导致黑洞的逃逸速度大于光速，所以黑洞本身无法在可见光波段被看见，唯有黑洞吞噬其他天体的时候会形成发光发热的吸积盘，我们在《星际穿越》中看到的黑洞其实就是黑洞的吸积盘，而吸积盘差不多把黑洞完整的勾勒了出来。

黑洞只是一个引力极大的天体，除此之外和其它的天体并没有什么不同，但黑洞内部的世界确是科学界至今没有定论的，因为黑洞内部在目前的理论中属于“时空奇点”，这个奇点和宇宙大爆炸时的奇点都有一个相似之处，那就是已知发任何物理定律在奇点处失效。

而且人类这么多年来对黑洞的了解也非常少，主要就是霍金提出了黑洞会因为附近量子涨落而向外发出辐射进而减少质量，由此得出来黑洞其实是有寿命的，霍金辐射可以说是近几十年来关于黑洞最伟大的成果。

人类对黑洞观测目前还局限于射电望远镜，距离我们最近的黑洞麒麟座V616也在2800光年之外，这使得派遣探测器成为了奢望，现在也有人寄希望于人造黑洞，人类目前的对撞机虽然还没有达到能够制造微型黑洞的功率，但是未来更先进的对撞机是可以的，唯一的问题就是微型黑洞在诞生瞬间就会蒸发殆尽，所以需要一种手段来保持微型黑洞的寿命。

虽然目前也有理论认为黑洞是连接其他平行宇宙的通道，但这种说法也并没有得到证实，唯一能确定的就是黑洞在我们的宇宙中非常普遍，而且黑洞之间融合碰撞的例子也不在少数，所以人类将来有大把的时间去慢慢研究黑洞的秘密。

宇宙探索未解之迷

目前可以确定即便直接观测到黑洞，看到的也只是黑洞视界外的景象，视界是黑洞可视与不可视的范围分界，而黑洞的本体可能只是黑洞中央的一个小点。

质量是成为黑洞的前提，但像很多大质量恒星，内部剧烈的核聚变可以抵挡物质的收缩，在核聚变能量释放到一定程度后，再也没有力量可以阻挡物质在引力作用下的收缩，而根据光速可以计算出黑洞视界的半径，即史瓦西半径，一旦物质收缩超过这个限度，黑洞内部的光也无法逸出，出现了事件视界，视界只是区分黑洞可视与不可视部分，黑洞的本体天体是什么样的，不进入黑洞或许永远无法知道。

科学家集中全世界一部分射电望远镜信号，相当于组成了一台超大型的望远镜，已经获得了黑洞视界外的景象，可以看出是物质被黑洞吞噬时由于引力的压缩释放出大量能量，但还不太够，观测到的还比较有限。而视界内是什么样，以现在的观测技术还无法得到足够信息，只能通过目前的科学理论去推测。不过一些科学家认为，虽然黑洞的引力很大，接近黑洞的物体会被“拉长”，但或许还是有可能穿越视界的，只不过以目前的航天技术不可能飞到一个黑洞边缘观测。

黑洞里边将是物质和能量异常剧烈活跃的场所，也可能没有了目前人类所知的物质形态，现有的一些物理理论或许也难以解释，不管黑洞本体和视界之间的距离有多远。

来看世界呀

黑洞里面是暗物质暗能量，里面当然就是黑暗一片，但是黑洞吸收转化物质能量的过程是暂时性的，黑洞最终会变成白洞再蒸发掉。多个黑洞可以合并，单个黑洞也可以分裂成多个黑洞，黑洞只是宇宙涡旋暗能量结构的一个暂态，白洞是另一种暂态，这个涡旋暗能量结构始终在转化变化中。从意识角度看，每一个黑洞/白洞都是一个独立的自我意识。每一个细胞的DNA螺旋就是细胞级别黑洞的能量喷发通道。涡旋暗能量结构是宇宙的分形。宇宙所有涡旋暗能量结构形成一个“一切即一，一即一切”个体与整体统一性的系统结构。

新科学中医与系统疗法

按照现有的理论，黑洞里面只有弯曲的时空，其它什么都没有。

可能跟我们想象的不一样，黑洞里面其实没有任何物质，连一个基本粒子都没有，当然刚掉进去还没消化的那些不算T_T...

而我们可能也知道黑洞里有一个体积无限小，密度无限大的奇点，这密度无限大的奇点难道不是物质点吗？还真不是，因为按照已知理论任何物质都不可能在如此极端状态下保持原有结构，包括基本粒子，因此即使是基本粒子，在落入奇点之前就已经灰飞烟灭了，除了增加了奇点周围的时空弯曲，什么都不会留下，而至于奇点是啥状态，目前没有任何理论能描述，只知道里面不可能有物质，而根据它周围弯曲时空的状态，推论它就是一个无限弯曲的几何点·。

以上是按照黑洞里面的时间来描述的。如果是按照我们现在的地球时间描述，那就比较复杂了。因为按照原有理论，黑洞视界表明的时间是静止的，所以落向黑洞的物质由于时间变慢会永远无法越过视界，不过这个悖论已经被中科院高能所的张双南教授和他的学生解决了，落向视界的物质由于增加了黑洞的质量从而使黑洞视界半径增大一点点...结果增大了一点点的视界把物质吞了进去。

虽然物质落入黑洞的问题解决了，但是落向奇点的过程在外界看来依然是无限漫长的，也就是说理论上在外界有限的时间里，黑洞的塌缩都还没完成，物质永远在向中心无限掉落的过程中......

这就很尴尬了，这就是说其实宇宙里现在还没有一个黑洞完成塌缩...那么黑洞里就全是往中心塌缩掉落途中的物质......

不过另一个客观事实终结了这种尴尬，那就是双黑洞合并事件。根据双黑洞合并时记录到的引力波波纹数据，双黑洞合并后在很短时间内合并而成的黑洞就恢复球形，引力波消失了。

这表明两个黑洞的质量中心——奇点合并了，也就是说落入黑洞A的另一个黑洞B的奇点b在很短时间内就到达了黑洞A的奇点a...

别问我，我不知道为什么......_(:D∠)_

星宇飘零2099

黑洞的照片出来了，

真身显形了，

也被大家玩坏了。

然鹅，黑洞里面有啥呢？

对大多数人来说，

这个问题似乎比黑洞长啥样更有意思，

当然，这里也包括我。

▲想知道黑洞里面有什么吗？那就跟着我跳进去吧，喵喵喵~😺😸😻

最简单理解黑洞的方法大家都懂，在一个软床垫上放一个苹果和一个铁球，床垫发生了凹陷，我们可以说床面发生了扭曲，附近的玻璃小球当然容易掉向苹果或铁球，好似受到了它们的吸引。

以床面类比时空，以苹果铁球类比物质，那就是物质可以使时空扭曲，这就产生了引力效应。
▲太阳让时空“凹陷”，“产生”了引力，让地球绕自己旋转。

越重的东西让床面扭曲越严重，铁球比苹果造成的凹陷更大，同理，太阳比地球对时空的扭曲更大。

如果是更大质量的东西呢？

它们会对我们这可爱的“时空床垫”怎么样？会把它砸穿吗？

其实，这个问题科学家比我们关注的更早。早在1930年，爱因斯坦和他的同事罗森在求解引力方程的时候得到了一个解，这个解后来被称为“爱因斯坦-罗森桥”，通过这个桥可以联系到宇宙的另一边，如下图。

爱因斯坦本人并不是很重视这个解，他认为这太过于异想天开了。但后来的物理学家对此很感兴趣，比如1957年美国物理学家惠勒在论文中第一次使用了“虫洞”这个词：

但惠勒在论文中指出，这种虫洞是极其不稳定的，只要有东西（比如光子）进入，它就马上被掐灭了。

▲第一个提出“虫洞”的惠勒。

再后来，随着量子场论的发展，以及拓扑学和宇宙学的结合，很多物理学家，比如霍金、基普索恩等都论证了虫洞是可以稳定存在的，并且是可穿越的。满足某些条件以后，甚至可以存在宏观上看得见的大型虫洞，比如索恩（就是那喜欢和霍金打赌的诺奖得主）就和学生莫里斯搞出一个“莫里斯-索恩虫洞”理论，从外观上看起来，这是一个球体，由一种奇异物质撑开，只要你钻进这个球，就可以实现星际穿越！

▲法国图宾根大学里，一个模拟的“莫里斯-索恩虫洞”。

相对于身残志坚的霍金，基普索恩绝对算得上是人生赢家，他跟霍金打赌三次，全部获胜，赢得了一大堆成人杂志不说，还在2017年获得了霍金梦寐以求的诺贝尔物理学奖。

▲霍金（左）因《时间简史》而闻名世界，然而他在自己的著作中也提到过，基普索恩（右）堪称他的“苦手”，霍金三次打赌全部输给后者。

基普索恩面向大众最成功的一件事，就是参与了著名科幻大片《星际穿越》的制作，这部经典影片中的虫洞，也是一种“莫里斯-索恩虫洞”。

▲《星际穿越》里的“虫洞”。

除了《星际穿越》，在各种科幻小说、电影中，“虫洞”都深得科幻迷的青睐。太空甚是辽阔，依靠远低于光速的航天器，要实现穿越星系的星际航行简直是痴人说梦，而“虫洞”则给我们提供了一种“捷径”，星际穿越，不再是梦！

很可惜，《星际穿越》里的情节只是虚构，到目前为止，人类所有的探测器都没有发现过一个宏观的虫洞。但物理理论又告诉我们，虫洞在宇宙中到处都是，甚至可以说，我们身边也可能会有虫洞的身影，只不过这种虫洞都极其微小。就有一种猜想认为，可以发生“超距作用”的量子纠缠，就是通过虫洞来连接的。

话说爱因斯坦的引力方程可真是一个宝库，1964年，苏联物理学家诺维科夫在研究引力场方程的解，他发现在某种条件下，可以存在着一种“白洞”。也就是说粒子被黑洞吸进去，从“白洞”喷出来。

▲宇宙中有“白洞”吗？

白洞和黑洞的基本性质几乎完全一样，也有质量、电荷、角动量等，然而两者的个性却完全相反，一个只进不出，一个只出不进。

对此，霍金是这样解释的，黑洞并不“黑”，可能叫它“灰洞”更好，因为它每时每刻都在发出一种“霍金辐射”，看起来好像是黑洞在“蒸发”。越大的黑洞“蒸发”越慢，越小的黑洞“蒸发”越快。如果一个黑洞小于月球质量（大约），它在宇宙中的辐射量就将大于它吸收的量，它的质量将不断损失。

好了，霍金论证完毕，白洞原来根本不是什么新鲜玩意儿，白洞就是黑洞。如果你被小黑洞吸进去，很快就会被喷出来；当然如果你被大黑洞吸进去，迟早也会被喷射出来。问题是喷出来的你还是原来的你吗？

▲霍金毕生都在研究黑洞。

以上也只是理论的一家之言，科学的基础是实证，在没看到“白洞”的真面目之前，这些空洞的理论只能被束之高阁。

有人设想过，类星体就是“白洞”的一种候选者，但没有足够的说服力。

2006年6月14日，尼尔·格雷尔斯雨燕空间天文台在印第安星座方向、距离地球16亿光年处探测到了一次强烈的伽马射线暴（GRB 060614），共持续了102秒。按照之前的理论，这种“长暴”是来自超大质量恒星坍缩成黑洞，奇怪的是，这次事件却没有找到任何超新星出现的迹象。它挑战了之前关于伽马射线暴和黑洞的科学共识，2011年，有物理学家发表论文，提出GRB 060614就是传说中的“白洞”！

▲伽马射线暴GRB 060614的发现。

2012年，一篇题为《白洞重现——小爆炸》的论文出现，震惊了全球的科幻迷。文中，作者提到，创造我们宇宙的“大爆炸”就是一个“白洞”。类似的，如果我们的宇宙中也存在白洞，那也不会是持续不断的喷出，而是类似“大爆炸”那种，是一次性的“小爆炸”！这也许是白洞为何难以观测的一个原因。

▲《白洞重现——小爆炸》（The revival of whit holes as small bangs.）在《新天文》（New astronomy）上发布的网页。

2014年，另外三位科学家发表的论文更进一步，指出创造我们宇宙的“大爆炸”是一个超大白洞的爆炸，它就是一个五维时空坍缩的焰火。

原来，我们宇宙就是一个黑洞？

有人还真的计算了可观测宇宙的史瓦西半径，发现恰好是约137亿光年，这更是支撑了宇宙黑洞论。根据上面这篇论文，我们更可以猜测，是上一级五维时空的宇宙，通过黑洞坍缩的形式，大爆炸出了我们的四维时空。

▲我们的宇宙大爆炸就是白洞吗？

你想到什么了吗？

《三体3——死神永生》中，大刘给我们描述了这样一个黑暗森林宇宙，宇宙级文明把自己的生存作为第一要务，甚至不惜以最大的恶意去揣测其他宇宙文明，这样的猜疑链战争不断升级，它们甚至牺牲自己的生存空间，将宇宙不断“降维”。原来，宇宙大爆炸本身就是一种降维吗？

难道说，宇宙大爆炸就来自上一级宇宙的黑洞？上一级四维空间的宇宙里物质进入了黑洞，就启动了我们宇宙的白洞大爆炸？那我们宇宙里的黑洞就是下一级二维宇宙的白洞大爆炸？进入了黑洞，就到了一个二维的世界？原来，黑洞不过是一个“二向箔”制造机吗？

再深入一些，黑洞的吸积速度就是驱使下一级宇宙膨胀的暗能量吗？我们上一级宇宙的那个黑洞有多大？我们会被“蒸发”吗？

▲一种理论，黑洞奇点=大爆炸奇点。在这里，并没有描述维度的变化。

话说黑洞在各种科幻小说、电影里多次出现，但真正提到进入黑洞和黑洞内部的还真的很少，影片《星际穿越》是其中了不起的一个。

按照上面的说法，貌似黑洞里应该是低维宇宙，然而《星际穿越》中，男主进入黑洞，却发现这是一个高维宇宙。在这里，男主发现自我身处一个时间矩阵当中，他可以过去各个时间点发生的故事。

有人说这里是3维空间+2维时间=5维时空，对此，我们不敢有异议，谁让帮《星际穿越》站台的是基普索恩呢？再不行，人家还能说，这是未来的人类改造后的黑洞……

▲《星际穿越》里的黑洞

回顾一下黑洞的理论基础，黑洞的中心是一个奇点（Singularity），在这里所有的物理理论都失效了。而在外围有一个事件视界（Event Horizon），在视界内部，光都逃不出去，因此称为“黑洞”。事件视界的半径叫做“史瓦西半径”，黑洞质量越大，史瓦西半径就越大，这个黑洞“黑”的区域也就越大！

▲黑洞的中心是一个奇点（Singularity），视界（Event horizon）内部的光线都无法逃脱，视界到奇点的距离就是史瓦西半径，方程如图。

总之，既然是“奇点”，就是说当前的科学理论还无法解释这里究竟发生了什么，那么，不管你如何幻想，都是有可能的。上面关于黑洞内部的一切的一切，都只是可能而已哦。

还是那句话，科学必须讲究“实证”，人类毕竟不可能像《星际穿越》男主那样深入黑洞，看看那里面究竟有什么“幺蛾子”的。所以有科学家开玩笑说：“就实验精度而言，凝聚态物理>>高能物理>>宇宙学！” 宇宙学也因此成为各种奇思异想的“重灾区”，然而，这不是很有意思吗？


▲理论上，当星系的光线穿越黑洞，会发生如图中奇异的棱镜现象，但人类的寿命太短，观测这种现象可能需要几十万年甚至更久。

然鹅，如果真的有勇士愿意探险，那会怎么样呢？

还是大刘的《三体3——死神永生》中，有个跳进自己创造的黑洞的科学家高way：

最后一句话是什么意思呢？高way究竟是死是活呢？难道他成为量子态了吗？

其实这里跟薛定谔的猫没有任何关系，这是一种引力引起的时间膨胀效应。

霍金曾经在《果壳里的宇宙》中举过一个著名的例子：有一个勇敢的宇航员在一个正在坍缩变成黑洞的恒星上着陆，预计黑洞在12点坍缩，也就是说这个宇航员在12点进入黑洞的视界，然后永世不得超生。

由于黑洞超强的引力，宇航员每秒钟发出的信号间隔在外部看来将越来越被拉长，到了12:00，他发出的信号将被无限延迟。也就是说，从外部观察，会看到宇航员越来越慢，到最后甚至不动了，即使到宇宙末日也看不到宇航员坠入视界的那一瞬间。

▲霍金《果壳里的宇宙》中的例图，由于翻译错误，其中的注释有误，应为：航天员在11:59:57时发出他的第一个信号，航天员在11:59:58时发出他的第二个信号。

而反过来，从宇航员的角度来看，他会看到外部的信号加速了，也就是说外面的时间越来越快。到了12点他坠入视界的时候，他将看到全宇宙未来所有发生的事件，直到宇宙灭亡。

正是这个道理，从高way的角度看来，他早已经死去，被黑洞的强大引力扯碎，碎片进入视界，但是从程心的角度来看，高way还活着，因此连高way的死亡证明都开不出来。

总之，想看到宇宙的结局有两种方法：

1、达到光速

2、进入黑洞

▲达到光速，也可以看到宇宙终结哦！

如果你继续问我，进入黑洞后究竟能看到什么？

其实上面已经提到了几个答案：虫洞、白洞、低维宇宙、高维宇宙。其实还有一种可能性：平行宇宙。

话说霍金除了基普索恩这位“损友”以外，还有一位好朋友，那就是牛津大学的罗杰*彭罗斯。


▲罗杰*彭罗斯

与霍金相比，彭罗斯在数学方面的造诣更深，他将闵可夫斯基图进行了广义相对论推广，得到了一个“彭罗斯图”，如下图。

“彭罗斯图”分为四个区域：我们所在的宇宙、黑洞、平行宇宙、白洞，图中黑洞和白洞里的波浪线就是奇点，四个区域的中心交点是虫洞。宇宙中的光线沿向右上45度，和视界（horizon）平行。而一般的物体达不到光速，就没有那么好运了，它们最终都将如蓝线一般坠入黑洞中的奇点。

▲彭罗斯图

但这张“彭罗斯图”却告诉我们，存在着一条道路，可以穿越中间的虫洞，进入平行宇宙。

原来，平行宇宙并非和我们的宇宙绝对平行，有时候也是可以相交的。

▲平行宇宙之间可以通过虫洞来连接吗？

好了，黑洞里面是什么，我们已经敞开了幻想，列数了各种可能性。在这些奇妙的理论背后，是无数理论物理学家的辛劳和智慧。在这里，我们尤其缅怀去年去世的霍金。

然鹅，霍金究竟没有活到黑洞图像揭秘的这一天，让人扼腕长叹。如果霍金能活到现在，当他看到真实的黑洞影像时，僵硬的嘴角是不是会咧开一丝神秘的微笑？

▲霍金也许会希望自己进入黑洞，看到宇宙的终结吧？

鲁超

黑洞，从众多的图像中看，就是一个圆形的黑色区域，不过，那只是黑洞的视界范围，掉入这个视界就出不来了，而在视界之内的物质，它的归宿只有一个，就是被"压缩"到黑洞中心的奇点。

奇点有没有大小，当然应该有大小，大小就是普朗克大小，即10^（-33）厘米，被吸入的物质都在这个大小内部，而周围那空荡荡的区域是啥也没有的。

可以把那片黑压压的区域理解为奇点的势力范围，只要是踏进这个范围，就逃不脱被压进奇点的最终结果。

奇点有什么？只有那致密的物质，无法描述，现在的物理学还无法解释它，因为，没法观测黑洞内部，任何东西被吞进去，就放佛与这个宇宙隔绝开了一般，科学家也在思考，如果地球被吸进去，那么地球所包含的信息哪里去了呢，这就是黑洞的信息悖论。

霍金提出了黑洞辐射的假说，结合量子理论，认为黑洞周围不断出现虚粒子对，一个带负能量，一个带正能量，负能量粒子被吸进去，导致黑洞质量降低，正能量粒子被实化成实粒子被弹射出去，黑洞的质量就是转化到这实粒子上去了，这么看的话，黑洞并不是与世隔绝的，最终还会回归到宇宙空间中。

个人浅见，欢迎评论！

科学船坞

这是一个还没有答案，也许永远都不知道确定答案的问题。

这是张双南教授在给果壳网写名为"黑洞里面是什么"科学文章时，开头第一句甩给读者的话。

这个回答是基于广义相对论给出的。

1915年，广义相对论默默诞生了，它的场方程是一个二阶非线性张量偏微分方程，精确解是很难得到的，些许可以找到近似解，或者数值解。

但也就是几个月后，正在一战前线打仗的奥地利数学家史瓦西，在战壕里活生生地给出了一个球对称，没有自转的引力场解——这就是我们今天称为史瓦西黑洞的半径解。

史瓦西解给出的是宇宙中一种比较特殊的黑洞解，这种黑洞很不可能存在，但它确实给出了一个人类历史上真正描述黑洞的解。

这个解给我们透露出的有关黑洞性质的信息只有两个——黑洞有一个视界，以及中心有一个奇点，其他地方可能空无一物。因为我们没从方程里得出其他关于黑洞所谓的内部除了可能存在的奇点，其他地方有没有东西的解。

但这是科学家不满意的，至少奇点的存在就让包括爱因斯坦在内的很多科学家都反对——这里所有的物理量全部发散，所有的物理定律都在这里失效，时空的所有性质都不复存在。

这让直到现在还是描述时空几何性质最佳的理论，并在诸多证据面前屹立不倒的广义相对论有些措手不及。

并且量子力学不确定性原理也不允许出现无限小体积，这如何是好？

未知，也许真的是相对论和量子力学需要完善，需要更高级的理论来描述囊括它们，也许是黑洞可能就不存在，我们观察到的只是一种未知的天体，可能是霍金说的灰洞？物质进去了还会出来的新版"黑洞"？不知道，可能我们对恒星演化理论的研究也还有缺陷。

我们关于最新最火的的黑洞的研究理论来自于已逝伟人霍金和他的朋友提出过得诸如黑洞无毛定律，霍金辐射，这些理论在数学物理形式上有这一定意义上的严格证明。

但即便如此，霍金也不知道黑洞内部究竟有些什么。

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