该不会我们就生活在黑洞里面吧

黑洞是宇宙中最神秘的物体，其中心有一个无法解释的“奇点”。在天文学中，“奇点”这个词一共出现过两次：一次是关于黑洞，另一次则是关于宇宙大爆炸。既然都存在着奇点，人们不禁会问，黑洞会不会就是宇宙？我们是不是生活在一个巨大的黑洞之中？

天文学家认为黑洞是恒星爆炸后的产物，但并不是所有恒星爆炸后都会变成黑洞。目前比较流行的观点是，恒星在爆炸后有三种可能的状态：

1. 白矮星：当恒星的质量在0.5-8个太阳质量之间，它爆炸后就会形成白矮星。
2. 中子星：当恒星质量在9-25个太阳质量之间爆炸后，就会形成中子星。
3. 黑洞：当恒星的质量大于25个太阳质量时，爆炸后就会形成黑洞。

太阳的质量非常大，是地球的33万倍。25个太阳加在一起，质量就更加庞大。这么大质量的天体在爆炸后，外围的物质会被抛出，只剩下核心部分。在自身重力的作用下，这个核心会快速收缩和塌陷。这个过程中，即使是中子间的强作用力也无法抵抗重力，最终形成了黑洞。黑洞的奇点密度高到难以想象，根据广义相对论，大质量的天体会使周围的时空弯曲。但在奇点上，时空曲率接近于无限。

我们可以通过一个比喻来理解这一点：时空的弯曲就好比奇点发出了一个无限深的坑，这个坑没有底，所以在这个点上，光也无法逃逸。那么光去哪里了呢？有一种说法是，由于黑洞的引力太大，它把时间扭曲成了一个空间维度。因此，光可能回到了过去，也可能去到了未来。这也是我们在黑洞外面看不到光的原因。

如果光掉进了一个所谓的“原初黑洞”，即宇宙大爆炸最初阶段形成的黑洞，那么光就有可能回到100多亿年前的时空。但必须声明一下，这些都是猜想，因为广义相对论在奇点上是失效的，即使是最权威的科学家也不知道黑洞内部到底发生了什么。

人类是如何发现黑洞的呢？这个发现过程最开始是通过数学预测的。1915年，爱因斯坦发表了广义相对论，几个月后，德国物理学家卡尔·史瓦西通过爱因斯坦的场方程计算出了第一个精确解。史瓦西发现，当R等于零的时候，这个公式会产生一个奇点，在这个点上，时空的曲率无限发散。史瓦西提出，宇宙中可能存在着一种“魔球”，任何接近它的物体，包括光线，都会被吸进去。

不幸的是，史瓦西几个月后就去世了，因此他也没能进一步阐述他的发现。很快，其他科学家就发现这个方程并不只有一个解，而是有两个解都很奇特。一个是R等于零的时候，另一个是R等于Rs的时候。这似乎表明一个黑洞有两个奇点，但科学家们用了几十年的时间才搞明白，原来这两个解代表了黑洞最神秘的两个地方：奇点和事件视界。

所谓事件视界，是指黑洞最外围的一个球形边界，外面的观察者无论如何也不能观测到视界中的任何事情。这也很好解释，因为黑洞内部的引力大到连光都逃不出来，当然，黑洞外面的观察者就看不见里面发生了什么。

但问题来了，如果黑洞的引力这么大，会不会把它周围的一切都吸进去呢？如果离太阳系不远有一个黑洞，那太阳系是不是就会遭遇灾难呢？其实并不是这样。别说在太阳系之外了，就算太阳系里有一个小黑洞也不用担心。举个例子，根据史瓦西半径的方程式，如果把地球压缩成一个直径只有九毫米的小球，就会形成一个小型的黑洞。这个小黑洞仍然会围绕着太阳进行公转，但如果太阳系里还有其他智慧生命，他们马上就会发现月亮有点古怪，似乎在围绕着一个大质量的点进行公转。

如果外星人的科技水平很高，他们就会计算出那是因为在月球的轨道中间有一个危险的黑洞。这说明了什么呢？这说明黑洞的奇点所能影响的最大范围就是史瓦西半径的边界。所以不用担心，除非是物体与黑洞相撞，否则黑洞是不会把周围的物体吸进去的。

我们再来聊一聊真正的天文观测。有这么几个证据证实了黑洞真的存在。第一是引力透镜现象。天文学家在对大熊座星系进行观测的时候，发现了两个长得一模一样的星系。我们听说过孪生姐妹，但从来没有听说过孪生星系。

科学家们感到非常惊奇，经过仔细研究，就发现了引力透镜。因为在遥远的星系与地球之间，有一个看不见的大质量天体，光经过这个天体会折射出多个成象。就像透镜成像的原理一样，所以说根本就没有孪生星系，只是一个星系的两个成像。天文学家们推断中间的这个大质量天体就是黑洞。

第二个证据是类星体，类星体是宇宙中非常神秘的一种现象，其本质是极度明亮的星系核心。这些类星体非常有可能就是黑洞。黑洞不是黑的吗？怎么会产生这么明亮的光线呢？

原来，这些黑洞正在不断地吞噬物质，比如恒星。有一部分恒星物质围绕在黑洞周围，形成了一个高速旋转的巨大吸积盘，就会产生大量的光。在吸积盘内侧靠近事间视界的地方，吸入的物质会产生巨大的能量辐射，又形成了物质喷流。这些就是类星体发出的光。

近十几年来，天文学界有一种新的理论模型，认为每一个星系的中心都有一个特大质量的黑洞。例如我们银河系中心就有一个类星体，这个黑洞叫做人马座A*。人马座A的直径估计可能有4400万公里，我们太阳的直径是140万公里，这个黑洞的直径相当于太阳直径的31.5倍，质量相当于410万个太阳的质量。410万个太阳听着这个数字就觉得很吓人，但其实人马座A不算是一个特别大的黑洞。

对于银河系来说，这绝对是一件好事。如果银河中心有一个特别大的黑洞，大量的宇宙射线就会照射在地球上，也许生命就不会产生了。有关类星体其实还有其他的各种模型，比如说白洞假说、反物质假说等等，但是最主流的说法还是认为类星体就是一种黑洞。

那人类有没有真正观测过黑洞呢？还真有，那是在2019年的4月10日，全球32个国家和地区的科学家和工程师共同合作，拍摄到人类历史上观测到的第一个黑洞——椭圆星系M87的中心。这个黑洞非常大，是银河系中心的1000倍。这张照片非常珍贵，它显示出M87黑洞的事件视界周围有光环，说明它正在吞噬物质。

M87超大质量黑洞的发现是天文史上的一个壮举，因为它确定了黑洞的存在，说明史瓦西的方程在宇宙中的确有对应的实例。这真是一种特别奇妙的感觉，仅仅是通过爱因斯坦的数学方程，就能预言宇宙中存在着什么物质现象，或者发生了什么事。爱因斯坦的确不愧为人类历史上最伟大的科学家。

黑洞的存在正是宇宙中真的存在着奇点。其实这个发现也证实了宇宙是从奇点大爆炸开始的。天文学家提出了一个更有意思的问题：我们的宇宙会不会就是一个大黑洞呢？解答这个问题还真有一个办法，可以用史瓦西的方程来计算一下。

天文学家估计宇宙的总质量是10的54次方千克，代入方程计算出史瓦西半径为1500亿光年。我们现在可观测宇宙的实际半径是465亿光年，1500>465，所以我们的宇宙的确有可能就是一个巨大的黑洞。

下一个问题来了，如果宇宙是一个黑洞，那么奇点在哪呢？根据目前的观测，宇宙的时空曲率非常接近于零，也就是说，宇宙看上去就像是平的。如果宇宙有奇点，我们应该观测到一处非常古怪的时空区域，但是无论我们向宇宙的哪个方向看，都没有发现这种区域。所以科学家倾向于认为宇宙没有奇点。但这并不是最终的结果，因为宇宙的史瓦西半径高达1500亿光年，有可能我们处在宇宙的边缘，离奇点太远了，永远也看不见奇点。那么就不能排除宇宙是一个黑洞的假设。

著名物理学家霍金有个理论，他认为黑洞有可能被蒸发掉，这个理论叫霍金辐射。如果黑洞完全被蒸发了以后，会怎么样呢？有人认为事间视界就不见了，黑洞会留下一个裸露的奇点。裸露的奇点长成什么样子呢？有的科学家说黑洞里的时空曲率就会变为零，时空就会变成平直的。平直的时空，听上去很熟悉啊，那不就是我们的宇宙吗？说来说去，原来我们的宇宙很可能就是一个蒸发了之后的黑洞。这就是宇宙的真正面目吗？没有人能够给出确切的答案，但是根据目前的观测，宇宙的确有点像蒸发后的黑洞。

宇宙里头有黑洞，黑洞里头又有宇宙，就像是套娃一样，成为了一种因果的循环往复。这就好比有人说，人类是由外星人造的，那外星人又是谁造的呢？外星人是另外的外星人造的。这就陷入到了死循环里，没完没了了。科学就是要避免这种因果循环。所以，科学家说，我们的宇宙不是黑洞，宇宙大爆炸可能产生于白洞。白洞又是什么呢？那是一个更加离奇也更加震撼的理论。