说起黑洞,那真是比任何科幻小说里的描述都更让人摸不着头脑。虽然现在它的存在早就被科学给证实了,但在1939年那会儿,爱因斯坦还坚信物质不可能被无限压缩呢。他当年甚至还写论文说恒星肯定不会自己坍缩成个点,结果大家伙儿都跟着他的想法走了。可偏偏有个美国科学家约翰·惠勒不服气,他大声质疑说恒星最后肯定得坍缩。结果他在50到60年代的教科书里写了这个观点,“黑洞”这个词也就这么进入大众视野了。 你看黑洞那事件视界就像个宇宙级的下水口一样,只要有东西越过那条线,连光都被拽走了,我们想回头看都不行。不过科学家倒是能找到点蛛丝马迹来证明它们的存在——比如恒星靠近黑洞被撕碎、空间扭曲得跟麻花似的还有引力波震动等等。 恒星活着的时候其实就像高压锅在煮自己,靠核聚变把氢变成氦来撑着自己不让引力把自己压扁。美国航天局就说这就好比锅盖上的热气压和外面的拉力要平衡一样,燃料一烧完热气没了(盖子一卸),这颗恒星就开始往下掉了。 要是燃料烧光了还不够死呢,恒星可能先变成白矮星或者中子星。钱德拉塞卡早在1930年就计算出白矮星的质量不能超过太阳的1.4倍,苏联物理学家朗道也算出了中子星的类似结论。虽然这两种“小个子”天体密度都很高,但还不够让引力彻底失控。那质量更大的恒星到底去哪了呢? 说到这就得聊聊奇点了。奥本海默在1939年算出如果恒星质量太大超过了中子星的极限,内部的压力根本顶不住引力拉扯。到时候均匀的球体就会无限收缩变成一个数学上的点——奇点。那里密度和引力大得离谱时空规则全乱套了,时间在那简直就是被掐断了。霍金就把这个奇点当成了宇宙学里最锋利的手术刀一样的东西来看待,它不光关乎恒星怎么结束生命还关系到宇宙最开始的那团原始火球呢。 咱们再用个蹦床来打比方感受一下引力的力量吧。就像保龄球放在蹦床上压着周围的布料都拱起来似的,如果压力越来越大布料就会被撕裂成碎片。常规的物理定律在这个时候就彻底崩溃了。奇点其实就是那块被压成渣的蹦床表面的时间在这里完全没有坐标和方向可言。 二战那会儿差点把这方面的研究给打断了节奏不过后来类星体这种特别亮又特别远的天体被发现了。它们就像被照亮的宇宙吸尘器一样中间藏着超大质量黑洞这一下子又把科学家们对最终坍缩的好奇心给点燃了。 你以为黑洞就是个黑漆漆的“空”洞吗?其实不完全是这样经典理论认为黑洞“无毛”不带电荷也不辐射粒子但霍金指出视界面积不会变小信息其实并没有消失量子力学也暗示粒子能从视界里面钻出去黑洞可能不像我们想的那么黑宇宙的记忆可能还留着呢。 最后咱们还得留三个问题给未来解答一下:奇点是不是宇宙唯一的终点?会不会有更高维度的出口让它跑掉?信息到底跑哪儿去了?是去了另一个宇宙还是藏在什么地方?还有爱因斯坦的广义相对论在奇点那边都不好使了新的理论什么时候才能登场呢?黑洞用那看不见的“时间针尖”提醒我们宇宙边界之外说不定就是答案开始的地方。