你真的了解黑洞吗？人类有可能生活在一个巨大的黑洞里

　　黑洞一直被称作是宇宙中最神秘的天体之一。它内部的奇点更是让我们现在的科学琢磨不透。

　　在科学界到目前为止提到的奇点一共有两次，一次是宇宙大爆炸所提到的奇点，而另外一次提到的起点就是我们今天要聊到的黑洞内部的奇点。

　　

　　宇宙的诞生是由一个起点发生爆炸之后形成的，而在黑洞的内部同样也有一个起点。由此也会引发一个问题。我们如今所生存的这个宇宙会不会也是一个巨大的黑洞呢。我们这个宇宙的起点是不是就等同于黑洞内部的起点？

　　种种的问题摆在我们面前，等待着人类一一破解。

　　大家好，今天我们来聊黑洞内部，一起从科学的角度来分析一下黑洞内部的世界到底是什么样子？以及我们所生存的宇宙到底是一个怎样的世界。还是老规矩，点赞关注，安排上，我们开始今天的话题。

　　

　　在科学界到目前为止，对于黑洞的形成最主流的观点就是恒星爆炸后的产物。但是我们大家也知道，并不是任何一颗恒星，最后爆炸都会形成黑洞，而形成黑洞也具有一定的条件。

　　大质量的恒星在活跃度下降以后会走向三种结果。第一种就是质量大约在0.5~8个太阳之间的恒星，最后会变成白矮星。质量在8~25倍太阳质量的恒星最后会演变成中子星。而质量在25倍以上太阳质量的恒星最后会发生坍缩爆炸形成黑洞。

　　这些大质量的恒星，它们在最后爆炸的时候会迅速地抛去外部的物质，只留下最内部的核心物质，最后在自身引力的作用下收缩塌陷，形成一个密度极高质量巨大的黑洞奇点。

　　

　　大家可以自己脑补一下画面，太阳的质量大约是地球质量的33万倍。而一个恒星如果想要变成黑洞，那么它的质量最低也要达到太阳质量的25倍以上。

　　如此大质量的天体对于我们地球上的生命来说，简直是一个天文数字。

　　根据爱因斯坦的广义相对论，我们可以得到，在宇宙中大质量的天体会弯曲它周围的时空。

　　而对于那些质量超级大的黑洞起点，它们所产生的效果就不仅仅局限于弯曲时空。它们会让他们周围的时空曲率接近于无限。在时空被压塌的底部形成一个类似无底洞的空间。任何物体只要进入到这个时空内部，就会永远无法逃脱，甚至连光都会被吸入到内部。

　　

　　由于黑洞内部的起点引力巨大，所以它会把周围的时间扭曲成空间的维度。

　　这也就是为什么有许多物体，包括光线在内，一旦进入到黑洞就会永远无法逃脱的原因。

　　科学家猜测这些被吸入到内部的物体很有可能回到过去或者去了未来，也就是我们所说的穿越。而如果这些物体掉入到一个原初黑洞，那么这个物体很有可能就会回到100多亿年以前的宇宙。

　　

　　我们都知道根据天文学家观测数据推断我们的宇宙诞生的时间大约在138亿年前。所谓的原初黑洞就是在宇宙大爆炸之后的那一段时间形成的黑洞。

　　当然了，这些结果到目前为止并没有任何一位科学家可以给出确定的证明，只是一些推测。因为在黑洞内部，我们现在已知的物理定律很有可能不再适用。而爱因斯坦的广义相对论也不再适用黑洞起点。

　　

　　任何一位科学家都不知道黑洞内部到底是一个什么样的世界。但这也并不影响科学家对黑洞的探索。人类是如何发现的黑洞的？最开始发现黑洞的时候，科学家是通过数学公式的计算来预测黑洞的存在。

　　

　　1915年爱因斯坦发表广义相对论，在发表相对论之后的几个月，一位德国的物理学家卡尔史瓦西，给出了一个不可思议的结论。

　　他通过计算爱因斯坦的方程式，最后得出一个精确解。

　　

　　史瓦西发现当这个方程的r等于零的时候，会有一个起点存在，并且这个时候的曲率将会趋于无穷大。于是他就猜测，在我们这个世界一定存在着某种神秘的球体。周围的物体一旦被这个神秘的球体吸引过去，将会永远都无法逃出它的魔掌，包括光线也不可能逃脱。

　　

　　虽然当时史瓦西并没有意识到这个物体就是黑洞，但是按照他给出的结论，我们可以看出，他所描述的这个神秘球体和我们现在所说的黑洞完全相符。

　　不幸的是，几个月之后，史瓦西去世了。很遗憾在他生命最后的一段时间里，没有继续地描述他对黑洞的理解。于是对于黑洞的推测就暂停了几个月。

　　一段时间过后，其他科学家又发现了一个不可思议的解。他们发现爱因斯坦的方程式得到的并不只有一个解让人感觉到疑惑，而且还有另外一个解，似乎也带着一些神秘色彩。当r等于零的时候和r等于rs的时候，似乎都可以产生不可思议的结果，他们认为在爱因斯坦的场方程中计算出来的结果可以证明黑洞有两个奇点。

　　

　　这就让人不可思议了，一个黑洞怎么会存在两个起点？直到几十年后的今天，科学家才彻底弄明白了这个原因。

　　原来科学家计算出来的两个解并不代表着两个奇点。其中一个解代表奇点，而另外一个解则代表事件视界，所谓事件视界就是黑洞周围的球形边界。

　　处在事件视界外面的生命体，无论如何都不可能看到黑洞内部的世界到底是什么样的状态。

　　当然对于看不到内部的解释，我们也很容易理解，我们大家都知道我们现在之所以可以看到周围的一切事物，完全是依靠光线反射到我们眼睛之后才呈现的图像信息。

　　

　　既然黑洞内部的引力大到让光线都无法逃脱，那么当然我们无论用什么样的先进仪器都不可能看到黑洞内部的世界。黑洞内部的光线也不可能射入到我们的设备仪器中。

　　随着科学技术的不断发展，随着科学家对黑洞的研究越来越深入，人类开始慢慢地变得恐慌起来。手机前的大家一定产生过这样的疑问，既然黑洞的引力如此大，那么在未来的某一天，黑洞会不会把它周围的一切事物都吸入到它的内部，包括地球，月亮以及手机前的大家。

　　

　　如果在太阳系的周围出现一个黑洞，那么会不会这个黑洞把太阳系都吞噬掉？太阳系会不会面临这一场前所未有的灾难？答案当然是否定的，我们大可不必担心这一天的到来。

　　不要说在太阳系之外会产生一个黑洞就算是在太阳系内部出现一个小型黑洞，我们也完全没有必要担心。

　　

　　给大家举一个简单的例子，按照史瓦西半径方程式计算的结果，我们如果把地球压缩成一个不到1cm的小球时，那么此时的地球就会变成一个小型的黑洞。

　　对于这个小型的黑洞，站在太阳系其他行星上完全没有办法观测到。但是站在其他行星上的生命体可以观测到月球的不可思议。他们可以看到月球正在围绕着月球轨道中心的某一个点进行公转。并且通过月球公转的轨道以及某些观测数据，可以精确地计算出这个中心点的位置，一定有一个小型天体。

　　

　　所以说通过这么一个简单的例子，我们可以证明黑洞的影响范围其实也就是史瓦西半径那么大的范围。一旦超出这个天体瓦西半径的范围，它将不会对任何周围的事物产生影响。除非它周围的事物刻意地去碰撞这个小型黑洞。

　　

　　当然了，对于地球变成小型黑洞的说法只是一个简单的例子。为了大家更容易理解史瓦西半径的概念。大家在之前可能也看到过类似的话题，说是如果把地球压缩成一个1cm大小的天体，将会变成一个黑洞。其实这种说法并不严谨，它也不会发生在现实的宇宙中。

　　刚才我们说到黑洞的形成到目前为止最主流的说法就是大质量的天体活跃度下降以后收缩坍塌形成的，而且在这里最关键的一个条件就是并不是所有的恒星最终都会形成黑洞。只有那些质量大约在太阳质量25倍以上的恒星，最后才会形成黑洞。

　　地球的质量要远远小于太阳的质量。连太阳都不可能形成黑洞，更何况是我们的地球。

　　

　　我们可以这样理解史瓦西半径，所谓的史瓦西半径就是用来计算某一个天体在形成黑洞之后的这个黑洞范围的大小。

　　在现实的天文观测中，科学家通过观测一些奇特的宇宙现象进而证明黑洞的存在。首先第一个就是引力透镜现象。天文学家在观测大熊座的时候，曾经发现了两个一模一样的星系。

　　

　　这一现象让科学家感觉到特别的好奇，怎么会有完全相同的两个星系呢？经过仔细研究后发现，其实这两个星系并不是完全相同的两个星系。而是一种引力透镜现象。

　　在遥远的星系与地球之间，很有可能存在着一个我们看不到的一个巨大的天体。这个天体就像是一个透镜一样，通过它的光线会折射出许多个成像。

　　从而使得我们在地球上的仪器观测到两个完全一模一样的星系。说得简单的就是，它们只是一个星系的两种成像而已。科学家推断处在中间的这个巨大天体，很有可能就是黑洞。

　　

　　第二个让科学家推断黑洞存在的宇宙现象就是类星体的发现。

　　类星体是一种极其明亮的星系核。科学家推断这种极其明亮的星系核很有可能就是我们所说的黑洞，那么在这里大家同样也会产生一个疑问，不是说黑洞是黑的吗？为什么在这里又会说极其明亮？这又是什么原因？

　　这是因为，一些黑洞，它们会不断地吞噬周围的事物。在整个吞噬的过程中，会在黑洞的周围形成一个高度旋转的吸积盘。吸积盘的存在也就产生大量的光线。并且在吸积盘的内侧靠近事件视界的位置处，吸入的物质会产生大量的辐射。最终形成物质喷流。

　　而事件视界内部的黑洞，我们依然是一个看不到的世界，这就是为什么在黑洞的附近会产生出大量光线的原因。

　　

　　近几年以来，随着科学家对宇宙的探索越来越深入，慢慢地在科学界形成了一个不成文的物理模型。大部分人认为任何一个星系的中间都有一个黑洞。

　　就拿我们银河系来说，在银河系的中心就有一个类星体存在，它就是被人们称作是人马座A星的黑洞。

　　

　　人马座A心的直径据天文学家观测大约有4400万km。而我们每天都会看到的太阳直径大约是140万km。人马座a星的质量大约是太阳质量的410万倍。

　　对于我们地球人来说，这简直就是一个天文数字，但是对于整个宇宙来说，这个黑洞也并不算是一个大型的黑洞。

　　对于整个银河系的所有生命体来说，人马座a星的存在绝对是一件有意义的事情。由于它的存在，它会吸收走大部分的宇宙射线。从而更加有利于使每一个星球诞生生命。如果没有它的存在，我们地球不会诞生出任何生命迹象。

　　

　　2019年4月10日，人类首次拍摄到距离我们地球大约5500万光年远的一个黑洞。它就是椭圆星系M87的银心。

　　

　　历经一百多年的黑洞探索，在这一天终于得到了一个准确的观测图片。这也证明了在一百多年的时间里，科学家一次又一次地推断。最终得到了一个丰硕的成果。

　　在这里我们也更加佩服爱因斯坦的智商。历经一百多年探索的宇宙规律，爱因斯坦竟然用一个方程就可以解释清楚。

　　在人类首次观测到黑洞图片之后，科学家又给出一个大胆的猜想。既然黑洞和大爆炸都有一个奇点，那么我们所生存的宇宙会不会就是一个巨大的黑洞？

　　

　　其实想要解答这个问题特别容易，我们只需要用到史瓦西半径的方程式就可以解释清楚。

　　据天文学家估算，这个宇宙的总质量大约是10的54次方千克，把这个质量带入到史西半径的方程式中，我们就可以得到史瓦西半径大约是1500亿光年。直径也就是3000亿光年。

　　到目前为止，我们人类可观测宇宙的直径大约是930亿光年。

　　3000亿光年的直径远远大于可观测宇宙直径930亿光年，所以说我们很有可能就是生存在一个巨大的黑洞内部。

　　

　　既然我们生存在黑洞里面，那么这个黑洞的起点又在哪里？

　　据现有的观测数据显示，我们所生存的这个宇宙时空曲率为零。说的简单了，就是这个空间就是一个平直的空间。如果有起点的话，那么我们总会看到某一个时空区域会有一些奇特的现象，但是到目前为止，我们无论从哪个方向去观测宇宙都是一样的状态，都是平直的宇宙。

　　

　　所以科学家推断我们所生存的这个宇宙没有起点。这样给出的结果似乎并不能让所有人都满意。

　　大家可以思考一下，3000亿的直径范围和930亿的直径范围，假设我们所生存的宇宙是在这个巨大黑洞的最边缘的范围。假设我们离这个黑洞的起点特别的远，我们依然不会观测到起点的位置。

　　这就是说如果我们处在这样一个尴尬的位置，我们观测不到起点。也并不意味着这个宇宙就不是一个巨大的黑洞。

　　

　　霍金曾经说过，黑洞是可以蒸发的。如果一个宇宙黑洞完全蒸发之后，它将会把内部的起点暴露出来，而此时的黑洞就会是一个曲率接近为零的平直的空间，曲率为零，这不就是我们现在所生存的宇宙吗？

　　

　　好了，本期话题就到这里了，大家对于黑洞有什么样的看法呢？欢迎大家在评论区留言讨论，我们下期再会。

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