为什么说黑洞是个最自私的怪物（是跳出时空还是彻底消失）

是否存在一种东西，它能从黑洞的一端进入，再从另一端穿出或者消失？这一现象能证明其他维度的存在吗？

图解：这幅画是一位艺术家画的天鹅座X-1黑洞。它是在一颗大恒星下沉时形成的。图中，这个黑洞从它旁边的蓝色恒星中吸取物质。图源：NASA

好吧，首先让我纠正你一个错误。虽然这并不怪你，都是科幻惹的祸。

科幻小说中所说的“交替维度”通常是交替的宇宙。并且，仅仅因为黑洞不是你进入其他宇宙空间的门，这也不能证明其他宇宙的存在。

图解：平行宇宙被视为是科幻小说，而不再是科学。这种基于平行宇宙的电荷是不可探测的，因此，它们不符合科学的条件。然而，与人们普遍认为的相反，欧洲核子研究组织（CERN）收集的数据可能能够探测到平行世界的存在。图源：space

维度是另一回事。长度、宽度、高度都是维度。它们组成了我们的三维空间。时间是影响我们的第四个维度。

有许多更高维度的物质存在，从4维到20维，这取决于它们的物理性质。我们不知道这种高维的物质有多少，但是，我们知道它们在哪里，因为，有质量的物体会弯曲周围的时空。

现在，开始进入黑洞吧…

黑洞是没有另一面的。

它吃进去的物质是不会消失的。在广义相对论中，物质是不会被摧毁的，而是转换成了能量。

这是对黑洞的艺术印象。稍后我将向您展示它的真实外观。

接下来是上解剖课的时间了。

图解：该图由艺术家描绘其印象中的黑洞，其中，一个快速旋转的超大质量黑洞被吸积盘包围。这个由旋转物质组成的薄圆盘是由一颗类似太阳的恒星残留物组成，它被黑洞的潮汐力撕裂。图中的标签介绍了黑洞的结构。图源：ESO

围绕黑洞旋转的云称为吸积盘。所有被黑洞引力捕捉的物体都缓慢地分解成气体，并向黑洞表面坠落。

视界(黑洞表面)的中心位置是一个黑色的球，但是，那不是黑洞。

为了理解什么是视界，可以将它看作一个小边栏。当有人说黑洞是如此地强大，以至于连光都能吞噬掉，但是，大部分人不知道其工作原理。

光穿过时空时，引力会告诉时空在哪里弯曲，弯曲多少。黑洞的引力如此之大，以至于它把周围的时空扭曲成一个完美的球体。落在里面的光会旋转，并且无路可逃。

刚刚经过附近的光是弯曲的，并且，我们也可以看到黑洞的后面，像这样。

在这里你可以看到吸积盘在运动。因为重力使时空弯曲，你在视界上方和下方看到的是吸积盘的背面。

有时候，当黑洞真的很大时，能量和物质会沿着视界的边缘掠过，当它“缓慢地”向黑洞的两极移动时，能量和物质几乎达到光速。

当这种情况发生时，黑洞会释放出巨大的能量（第一张图片中的蓝色旋风）。如下图所示，如果它碰巧击中了我们，或者任何其他倒霉的太阳系。窗帘。葬礼音乐…这些爆发的能量绝对是荒谬的。

现在，先不谈基础问题：

黑洞实际上是在视界球体中间的一个无限密集的小点。我们称之为奇点。当一颗足够大的恒星死亡时，它会在自身重力作用下崩塌，而奇点就是最终的结果。

奇点在它自身形成的一个点上永远不会停止。尽管，一些理论认为它实际上是可以测量的，其直径约为1普朗克长度（1.61622837×10˄-35米）

这个小家伙就是通过它不可思议的引力创造出视界的。每一件碰巧落下的东西都会连接到那一点，崩塌成无穷大。在我们目前的模型下，你到达那个点的时间比宇宙活着的时间要长。这才是真正的无穷大。

这就是我们的黑洞模型。随着我们对它们的了解越来越多，它可能也很可能会改变。

我特别着迷于裸奇点的可能性，但这是另一天的话题。

答：黑洞是人类已知的最奇怪的现象之一。据我们所知，这是一次单程旅行。这都是由于黑洞的巨大引力。

根据广义相对论，我们知道时空是由于引力而发生弯曲的。这意味着穿越时空的路径看起来也是弯曲的。所以当我们在望远镜里看到这样的东西时：

…实际上，我们看到光在物体周围弯曲的时空中传播，就像这样：

其实这和透过酒杯脚看星图没什么两样。

黑洞有很大的引力，所以它们会使时空弯曲很多。事实上，你可以看到黑洞后面，

在洞的另一边，你在洞上面看到的是吸积盘的顶部；相反，在洞的下面，你可以看到同一个吸积盘的底面。

巨大的暗斑实际上不是洞本身，甚至不是视界，而是黑洞的影子，更确切地说是光子球。黑洞半径上的轨道速度就是光速，在那里，光子可以停留在黑洞周围的轨道上。那就是光子球，或者说阴影。

图解：黑洞喷流产生于视界之外，而不是黑洞本身。当黑洞把物质拉向它时，物质就会失去能量。这种能量有助于为喷气式飞机提供动力。图源：astronomy

任何从外部穿过光子球体的光子除了在黑洞内部没有其他路径。不过，从光子球内部发出的光子有可能伸出。

至于其他粒子，比如像你一样的粒子，对不起，你也注定了没有其他路径可走。

但我们还没说完。还有另一个边界，视界，它对时空的弯曲程度甚至更大，事实上，从黑洞内部到外部没有类似光的路径。

我的意思是什么？如果假设时空只是空间的两个维度，而空间的一个维度是向上的，你会得到这样的结果：

我们这样做，是因为我们生活在一个三维的宇宙中，很难表示甚至想象出四维时空，所以我们把三维空间“压缩”到一个二维平面上（在这种情况下，将二维空间 1维时间投影到二维平板液晶显示器上）。

图解：过去和未来的光锥模型。图源：impremedia

过去的光锥是所有的时空，光可以从过去到达你，例如遥远的恒星。在过去的光锥之外的任何光都没有时间到达我们这里。

未来的光锥是所有来自你的光可以到达的时空。光锥之外的任何物体都看不见我们，因为我们的光还没有到达它们。

重力的作用是使光锥倾斜，就像这样：

这个圆柱就是视界（圆柱中间的线是黑洞的奇点）。在事件视界之外，未来的光锥倾斜得太厉害，以至于它们不能再从重力源向外走。这里没有出路！地心引力使时空扭曲得如此之大，以至于只有这样才能通向中间。

那对你来说意味着什么？好吧，还记得没有什么比光速快的了吗？你也一样。所以，所有这些边界都是运动最快的物体的最大有效半径。如果你走得比光慢——这是因为你有质量——那些未来的光锥会更窄，更容易在通往奇点的单程旅途中倾斜。所以对你来说，“无路可走”区域的开始时间比光早得多。

所以这并不是说重力比光速快，而是时空被重力过度弯曲，没有出路。也就是说你消失了。

除了你消失了，量子力学的一个核心假设是信息——就像你的量子态——不能消失。这导致了斯蒂芬·霍金和伦纳德·苏斯金德之间的一场著名的博弈，在这场博弈中，霍金输了。

相反，苏斯金德建议从外部角度看，你永远不会真正到达视界。时空被视界扭曲，这意味着时间也被扭曲并拖到无穷远。所以从我们的角度来看，你不会掉进洞里。相反，你下降得越来越慢，并产生红移现象，所以你看起来越来越红，直到你的形象消失在微波和无线电波中。如果我们能看到那些更长的波长，你就会被困在视界上。你们的信息不会离开宇宙，但会永远像全息图一样被印在视界的二维表面上。

所以从实际出发，一旦你掉进黑洞，你就走了。要么你在里面没有出路，要么你被困在表面，这取决于你的观点。

问：这能证明存在其他维度吗？

答：不能。

但我们也不会反驳它。有许多假设可以支持多元宇宙，而黑洞只是其中之一。但它们仍然是假设的，因为我们无法测试它们。

图解：多元宇宙（或元宇宙）是无限或有限的可能宇宙（包括我们一直经历的历史宇宙）的假设集合，它们共同构成了存在和可能存在的一切：空间、时间、物质和能量的整体，以及描述它们的物理定律和常数。多元宇宙中的各种宇宙有时被称为平行宇宙。多重宇宙被设想在弦理论或M理论的多维延伸中。在宇宙学、物理学、天文学、宗教、哲学、超个人心理学和小说中，特别是在科幻小说和幻想小说中，都假设了多个宇宙。在这些背景下，平行宇宙也被称为“替代宇宙”、“量子宇宙”、“互穿维度”、“平行维度”、“平行世界”、“替代现实”、“替代时间线”和“维度平面”。图源：crystalinks

作者: quora

FY: 武薇

如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处

,