黑洞，堪称宇宙中最诡异的天体。我们先来看一下黑洞到底是如何形成的。图片在地球上生活的我们每时每刻都能感受到引力
，地球强大的引力束缚着每一个人。但或许你不知道，引力其实是一种非常弱的力。自然界存在四种基本作用力，它们分别是
强力，弱力，电磁力和引力，是四种作用力当中，引力是最弱的，而强力是最强的。如果引力的强度是1，那么引力只有10
的负39次方！实际上，直观上我们也能体会到引力很微弱。地球的质量达到了6万亿亿吨，但如此大的质量对你造成的引力
其实也不是太大，你也可以轻松跳起来，而跳起来的过程其实就是对抗整个地球对你的引力。再比如说，你可以轻松举起一个
婴儿，你可能不知道，在你举起婴儿的过程，也是对抗整个地球对婴儿的引力！不过，虽然引力很弱，你想要摆脱地球引力的
束缚也是不容易的，不管你跳多高，多远，你会发现自己总会落到地面上，除非你的速度足够快看，比如说达到第一宇宙速度
，每秒7。9千米，就会围绕地球旋转。或者说速度更快，每秒11。2千米，就会逃离地球的引力束缚，飞向遥远的太空，
这就是地球的逃逸速度。图片而且，一个天体质量越大，密度越高，逃逸速度也会越大。而黑洞就是这么一个天体，一个密度
达到某个极端的天体，结果就是黑洞的逃逸速度比光速还要高，而我们的宇宙里没有什么事物的速度能超过光速，所以任何事
物一旦靠近黑洞就会被彻底吞噬，无法逃脱黑洞。这也就是黑洞名字的由来，通俗来讲，黑洞“只吃不吐”，连光线都无法逃
脱黑洞的魔掌，所以黑洞看起起来完全是黑的。而每个黑洞都存在“事件视界”，这个视界的大小与黑洞质量大小息息相关。
事件视界就是黑洞的边界，也可以这样通俗理解，沿着事件视界，如果以光速飞行，恰好不会被黑洞吞噬，只要比光速慢一点
，就会被吞噬，而只要速度比光速大，就能逃出黑洞。如果你不断靠近黑洞，会发生什么呢？由于黑洞的引力巨大，即便很小
的距离差也会感受到引力会有明显差异。所以，如果你的脚更靠近事件视界，意味着黑洞对你的脚的引力比头部感受到的引力
更大，而且大得非常明显，结果就是你会被拉长，科学家们称其为“意大利面条化”。也就是说，你会彻底被撕碎。那么问题
来了，当你被黑洞彻底吞噬之后，最终会到达哪里呢？图片爱因斯坦的广义相对论是这样诠释的，黑洞的中心最终会坍缩为一
个体积无限小密度温度无限高的点，也就是“奇点”。实际上，黑洞其实就是奇点，也就是说，黑洞就是一个无限小的点，如
此说来，黑洞就应该是没有体积的，没有大小的。那么为什么通常会说黑洞有大小呢？这是因为，我们通常所说的黑洞大小，
其实指的是黑洞事件视界的大小，这个大小与黑洞质量有直关系。奇点到底是一个怎样的存在方式？简单讲，奇点就是时空的
终结之处，时间和空间在奇点完全失效。事实上，不仅仅是在奇点，一旦越过黑洞的事件视界，时间和空间就失效了。也就是
说，严格来讲，黑洞并不属于我们四维时空里面的东西，而应该属于高维度的东西，尤其是奇点，很多科学家认为奇点完全就
是超时空的产物。超时空到底是什么？这又是另一个很大的话题了，不少科学家相信，宇宙大爆炸瞬间的奇点就是超时空的产
物。这里就不展开讲了，有点玄乎。黑洞只是爱因斯坦广义相对论的预言的一种天体，长时间一来科学家们并没有发现黑洞存
在的证据。而在2019年，经过不懈努力，天文学家们终于拍摄到了黑洞的照片。图片事实上，在那之前的2015年，科
学家们已经间接找到了黑洞存在的证据，那就是引力波。准确来讲是2015年9月14日，在人类科学史上是里程碑的一天
，因为在这一天，天文学家们终于捕获到了引力波，意义重大。引力波，通俗来讲就是时空涟漪。在大约13亿年前，质量是
太阳质量的30倍的两个黑洞互选旋转，旋转过程中发生了碰撞。要知道黑洞质量和密度都很大，所以碰撞异常猛烈，碰撞瞬
间产生了超强的冲击波，甚至完全破坏了周围的时空结构，引起强大的时空涟漪，以光速向周围传播。时空涟漪，也就是引力
波，在2015年9月终于到达地球。说来也巧，引力波到达地球的那天，天文学家们正好启动了捕获引力波信号的精密探测
器，于是人类历史上第一次捕获到了引力波信号。而在那之后的几年时间里，天文学家们相继捕获到了好几次引力波信号，包
括中子星碰撞产生的强力引力波。其实，爱因斯坦早在1915年就通过他的广义相对论预言了引力波的概念，然后天文学家
们用了一百年时间才找到了引力波存在的证据。图片刚才说了，引力波就是时空涟漪，就像我们在水里扔一块石头，会引起水
的涟漪一样。水波在向周围传播的过程中会慢慢变弱消失，而引力波也是如此，在穿越数亿光年的距离，来到地球之后引力波
其实已经非常微弱了，当时用于探测引力波的是激光干涉引力波天文台，是由两根四千米场的真空管组成的，敏感度和精密度
非常高，可以探测到质子直径一万分之一的距离改变。如此微弱的变化，举个例子就明白有多灵敏了，地球距离比邻星大约4
。3光年，也就是大约40万亿千米，这么遥远的距离如果变长或者变短一根头发丝的直径，也能被人类探测到。引力波的发
现其实已经间接证明了黑洞的存在。那么黑洞具体会对周围的时空造成什么影响呢？根据爱因斯坦的广义相对论，大质量天体
会影响周围的时空结果，具体来讲就是，质量越大密度越大，对周围时空的扭曲程度越高。也就是说，黑洞扭曲的不仅仅是时
间，还有空间，扭曲的是我们所在的四维时空，更可怕的是，黑洞可以把周围时空扭曲到极限。图片最明显的就是黑洞对时间
的扭曲。我们都知道，速度越快，时间就会越慢。事实上，引力同样也会影响时间，引力越强，时间就会越慢。科学家们早就
证明了这点，天上飞行的卫星，必须进行定期校正，否则上面的时间与地面时间就会不一致，导航系统也会彻底瘫痪。而校正
的就是速度和引力对卫星时间的影响。虽然速度和引力对卫星时间的影响比较小，但由于导航系统对时间的精准度要求很高，
所以不容有丝毫差错。而由于黑洞引力巨大，对时空的扭曲更明显，所以，在黑洞附近，时间流逝得也会更慢。著名科幻电影
《星际穿越》中就有类似故事情节，男主人公在黑洞附近逗留了仅仅1小时，回到地球发现地球时间已经过去了7年之久！图
片当我们不断靠近黑洞，时间就会变得越来越慢。当到达事件视界的那一刻，时间就停止了。当然，时间停止只是相对外部时
间。假如你能抵抗黑洞强大的引力，不过撕碎，成功活下来，你自己并不会感觉到时间变慢，前提是你不去观察黑洞之外的世
界。如果你一直观察黑洞外部世界，你会发现，随着你越来越靠近黑洞事件视界，外部世界的时间流逝速度越来越快。当你无
限接近事件视界时，你自己的时间仅仅过去了一秒，外部世界就过去了无限长的时间！你会看到漫天繁星在一瞬间就全部熄灭
了，然后甚至连宇宙也要走向终结了。既然连宇宙走终结了，你怎么会存在呢？这就是一个看起来非常让人无法理解的地方。
在很多人眼里，黑洞显然属于宇宙的一部分，如果宇宙终结了，黑洞当然也不可能存在，你就更不可能存在了。但是，就如开
头所说，我们通常所说的宇宙指的是四维时空，但严格来讲，黑洞并不属于四维时空，当然也不属于我们的宇宙。也就是说，
黑洞完全就是我们想象不到的存在方式。接下来还有更疯狂的，宇宙中不仅仅存在黑洞，还可能存在白洞！从名字上就能看出
来，白洞的性质其实是与黑洞相反的，黑洞能吞噬一切靠近的物体，任何物体都无法从黑洞中掏出来。而白洞恰恰相反，任何
物体都无法返回白洞。图片通俗理解就是，黑洞吞噬一切，而白洞“只吐不吃”！有科学家甚至提出了这种疯狂的观点，黑洞
与白洞看起来完全相反，事实上两者息息相关。黑洞与白洞是有机的整体，两者通过虫洞连接起来。根据爱因斯坦的广义相对
论方程，可以得出一种结果，存在一种叫做“虫洞”的结构，也被称为“爱因斯坦罗森桥”的隧道。被黑洞吞噬的物体会穿越
虫洞隧道，然后被“白洞”吐出来。这种观点实在有些疯狂，让很多人都难以接受。实际上仔细想想也并不难理解。刚才说了
，黑洞可以无限扭曲时空结构，结果就是完全撕裂时空，在时空结构中创造出一个“洞”，也就是所谓的“虫洞”。图片由于
黑洞无限拉伸时空，最终来拉伸到哪里呢？无限的概念我们很难描述，根本不可能具体去理解。无限远的地方是哪里呢？答案
可能也肯简单，黑洞会无限拉伸时空，在时空结构中形成一个封闭的时空曲线，最终可以回到原点。这就会形成一个类似超空
间的结构。提到黑洞，不得不提及著名物理学家史蒂芬霍金，他提出了一个著名的概念：霍金辐射！刚才说了，黑洞会吞噬一
切靠近的物体，那么黑洞会不会死亡呢？会通过什么样的方式死亡呢？答案就是霍金辐射。何为霍金辐射？图片可以这么简单
理解。根据量子力学，黑洞附近的真空会随机衍生出来虚粒子对，这些虚粒子对通常情况下会瞬间湮灭消失。但某个偶然的机
会，虚粒子对中的一个虚粒子坠落到了黑洞中，被黑洞吞噬，而另一个没有被吞噬的虚粒子该如何存在呢？由于找不到自己的
“同伴”，另一个虚粒子就会逃逸到太空，成为实体粒子。而向外逃逸的过程其实就相当于吸收了黑洞的能量，也就是说黑洞
在慢慢蒸发能量，这就是霍金辐射。当然，虚粒子对一般不会坠落到黑洞中，所以霍金辐射的过程是相当漫长的，需要极其漫
长的时间才能让一个黑洞蒸发完毕。比如说一个普通黑洞大约需要2的67次方年才能最终蒸发完毕。但这也表明了黑洞其实
并不完全是漆黑一片，也会向外辐射出非常微弱的能量，如此微弱以至于我们根本探测不到。那么，科学家们如今能准确描述
黑洞的特性吗？很抱歉，如今人类已知的所有的物理法则在黑洞面前都会失效，包括伟大的相对论和量子力学。图片相对论统
治着宏观世界，而量子力学统治着微观世界，按理说，两者总应该能诠释黑洞的本质。但事实并非如此。为什么？因为从广义
相对论角度来讲，黑洞就是大质量天体，但是当科学家试图用广义相对论诠释黑洞时，他们遇到了难题，虽然广义相对论可以
诠释黑洞的质量，但“黑洞无限扭曲时空”让广义相对论很苦恼，该如何理解“无限扭曲时空”？还有量子力学，虽然准确描
述了微观世界的运行规律，但一个体积无限小的奇点也让量子力学彻底瘫痪，量子力学对“无限小”的概念无能为力，无限小
并不属于微观世界的概念。于是科学家们试图找到一种“万物理论”，能统一广义相对论和量子力学，最终诠释黑洞的本质，
但至今为止都没有发现这样的万物理论。科学家们一度提出了弦理论和圈量子引力理论，尤其是弦理论，让很多科学家们痴迷
。弦理论认为万物都是由基本的极其微小的弦组成的，这些弦有闭合的，也有开放的，弦是振动的，振动形式的不同计会形成
不同的基本粒子。图片要把弦理论准确描述出来，涉及极其复杂的数学计算，晦涩难懂的公式，甚至只有在九维空间里才能成
立，除了我们所在的三维空间，其他维度都卷曲在微观世界，我们很难察觉到。弦理论似乎让科学家们看到了万物理论的希望
，但弦理论也有一个致命弱点，它很难被证明，更多的只是停留在复杂数学推导的层面。当然，也有科学家的观点更大胆，认
为黑洞其实不属于我们的世界，通过黑洞可以到达另一个世界，另一个宇宙，甚至高维度时空。这种观点看似疯狂，其实也是
有一定道理的，毕竟我们已经知道黑洞并不属于四维时空，如此说来，它一定属于更高的维度。无论如何，科学家们坚信，黑
洞里一定蕴藏着更深的奥秘，甚至蕴藏着我们世界的本质！