引力最最弱的基本作用力，为什么还能坍缩出恐怖的黑洞？

通过对微观世界的不断探索，科学家们发现自然界存在四种基本作用力，分别是强力，弱力，电磁力和引力。

下面先简单了解一下这四种基本作用力，更有利于我们对引力的理解。

首先来说最强的作用力，强力。其实从名字就能看出来，强力是非常强大的，如果强力的大小是1，那么排名第二的电磁力只有173分之一，第三的弱力为10的负15次方，最弱的引力只有10的负39分之一。

强力体现在微观领域，能够把质子中子，夸克与夸克结合在一起，因此这种力量非常强大，不然就不会形成稳定的原子核。

假设我们想把原子核揉碎，就需要克服强大的强力，目前来看方法只有两种。

第一，利用强大的粒子对撞机，让两束粒子以非常接近光速的速度发生碰撞，碰撞瞬间产生超强的能量，足以敲开原子的外壳，如此这样两个核子就能融合在一起，形成新的物质。

第二，就是我们经常说的核聚变，在极度高温高压下，原子外围的电子会成为自由电子，然后不同的核子之间会发生融合，突破强力的作用形成新物质。

这个过程就相当于把核子“掰开”，进行重新组合，而“掰开”原子核需要克服的就是强力，需要极其强大的外部能量才能做到。

强力作用只会表现在非常小的尺度，需要在10的负15次方米的范围内，才能起作用，因此日常生活中我们根本感受不到强力的影响。

弱力

相比强力，弱力的作用距离更短，只有在电子，中微子，夸克层面才能发生作用，因此我们在宏观世界也不能看到弱力的存在。

不过，我们所在的宏观世界存在很多现象，都是由弱力引起的，比如说普遍存在的辐射现象，像X射线，阿尔法，贝塔和伽马射线中的粒子，都是靠弱力从原子核内部把它们抛射出来。

电磁力

电磁力是我们现实生活中最常见的力。除了引力之外，我们能感受到的力，全部都是电磁力，比如说摩擦力，弹力，机械力，还有电波声波等，本质上都是电磁力。

电磁力主要体现在带电粒子之间，具体来讲就是同电荷排斥，不同的电荷吸引。电磁力是依靠光子来传递的，具体来讲光子的交换产生电磁力。不过这里的光子并不是实体光子，不是我们每天看到的光子，而是虚光子，是虚拟的，因此并不能被我们直接探测到。

最后就是引力。

上物理课上我们都学过引力，牛顿在几百年前就提出了伟大的万有引力定律，认为任何两个物种之间都存在引力。不过对于引力的本质，爱因斯坦有着不同的看法，他认为引力并不是一种力，只是时空弯曲的结果而已。

不管引力的本质是什么，也不管引力是否真的存在，都不影响我们对它的研究，因为所谓的引力和引力本质，更多的也只是人类的一种定义而已，我们并不能否认物体之间的相互吸引作用。

毫无疑问，引力是四种基本作用力中最弱的力，从两个方面可以明显看出来。

第一，在分子原子等微观层面，相比较其他三种力，引力作用几乎完全可以忽略不计，几乎不会带来任何影响。

第二，即便是在宏观世界，我们可以轻松对抗引力。比如说成年人可以轻松举起一个婴儿，要知道，你在完成这个动作的时候，是在对抗整个地球对婴儿的引力。

不过，引力虽然很微弱，却有一个致命的“杀手锏”，引力的作用范围可以延伸到无限远。也就是说，不管距离有多远，两个物体都会产生引力，引力强度与物体的质量成正比。

这就表明，只要让质量不断累积，虽然微弱的引力也可以非常大，甚至可以无限大。

引力的这种特性，也是宇宙中不断诞生出各种诡异天体的原因所在，比如说地球，太阳，白矮星，中子星，还有更恐怖的黑洞。

理论上讲，任何物体只要被浓缩在自己的史瓦西半径内，都可以凭借引力作用坍缩为一个黑洞。那么，具体是如何坍缩为黑洞的呢？

黑洞，通常都是大质量恒星在死亡过程中，无限向内坍缩形成的。具体来讲是这样的。

在生命周期内，恒星都能保持稳定，这是因为恒星自身的引力，与核聚变产生的巨大外推力一直保持微秒的平衡，让恒星既不会因引力作用迅速向内坍缩，也不会因核聚变爆炸成“碎片”，这也是太阳等恒星能保持数十亿年稳定的原因所在。

不过，随着恒星氢燃料的逐渐减少，核聚变的威力开始下降，引力开始占据上风。而一旦核聚变完全停止，引力就彻底占据主导作用，恒星物质开始急剧向内坍缩，但通常并不会无限向内坍缩。

这是因为“电子简并压”和“中子简并压”的存在，这两种力量通常会对抗引力，让引力不会无限向内坍缩。这两种力量到底是什么呢？

根据泡利不相容原理，两个微观粒子不能处于相同的量子态，比如说电子，在一个量子态只能有一个电子，如果有其他电子在引力作用下试图进入另一个电子的量子态，就会产生强大的电子简并压，这种力量很强大，阻止恒星在引力作用下继续探索。

不过，如果恒星质量很大，连电子简并压也阻止不了引力，结果就是电子继续被压缩，一直被压缩到原子核上，与质子结合形成中子，这就是中子星的由来。

而中子之间存在更强大的“中子简并压”，阻止引力造成的进一步坍缩。但是刚才讲了，只要物体的质量足够大，就会形成足够大的引力。因此只要恒星质量足够大，中子简并压也不是引力的对手，结果就是所有的中子被无限压缩，最终压缩到一个体积无效小的空间内，所谓的“奇点”，也就是黑洞。

黑洞和奇点，是超乎我们认知的存在方式，人类目前已知的所有大自然法则在黑洞面前都失效了。科学家们大胆猜测，黑洞和奇点很可能不属于四维时空，而是高维度的存在。

这就是引力作用力产生的黑洞。引力虽然微弱，但架不住质量足够大，就可以形成足够强大的引力，诞生出黑洞这样诡异的天体。

最后，也有科学家猜测，引力之所以如此微弱，有可能是部分引力泄露到了高维度空间，而这种猜测也被应用到了著名科幻电影《星际穿越》里，男主人公在五维度时空可以通过引力与女儿“交流”！

不过，有关高维度的概念目前更多的还是猜测，并没有在实验中证实。

完！