对于科学家来说，黑洞一直是一个未解之谜；对于普通大众来说，黑洞更是带有许多神秘的色彩。有人会有担心和疑问，如果人掉入黑洞，究竟是会被立即撕成碎片，还是会安然无恙毫发无损？没人知道答案。不过，有科学家认为，也许掉入黑洞并不一定意味着死亡，你的命运或许会变得比你想像中的更加神奇、怪异，因为在一个场景里你已化为灰烬，而在另一个场景里，你还好好地活着。这个神奇的理论，听起来是不是有点不可思议？那就来听听科学家的解释吧。爱因斯坦曾经告诉我们，重力会导致时空扭曲。当一颗超大质量恒星燃料燃烧殆尽的时候，就有可能产生某种足以导致世界扭曲的极端密度。当它的质量衰减到一定程度时，就会向内塌陷，空间也就随之扭曲。引力场变得异常强大，以致于没有任何光线可以逃离，就会使得原恒星所在区域变得异常黑暗，也就是所谓的黑洞。黑洞的边界可以抵消光线企图逃离的力量。越接近黑洞边界，越是无处可逃。黑洞边界充满了能量，边界的量子效应产生了炽热粒子流，并向周围的宇宙空间辐射开来，这就是所谓的“霍金辐射”，这是以著名物理学家史蒂芬-霍金名字命名的。在足够长的时间内，黑洞将辐射消耗完自身的全部质量，并随之消失。如果你能够深入到黑洞之中，空间将变得越来越弯曲，直到黑洞的中心，空间就已变成了完全的扭曲。这是一种奇怪的现象，因为时空已经不代表任何意义，我们所知道的物理学定律将不再适用。黑洞中究竟发生了什么？没有人会知道。黑洞的内部，一直是一个谜。假如你意外掉入了宇宙中的某个黑洞，将会发生什么呢？首先，让我们假设你有一个名字叫安妮的同伴。当你在掉入黑洞时，她正处于安全的范围以外，而且亲眼目睹了这恐怖的一幕。从她的角度来看，所有事情都将变得极为神奇、怪异。当你向黑洞的边界不断加速掉落时，安妮会看到你的身体不断伸长并开始扭曲，就好比她正通过一个巨型放大镜在观察你。此外，你距离边界点越近，你前进的速度看起来变得越来越慢。你也无法向她喊话，因为那里没有空气。当然，你可以用你的手机向她发送闪光信号，比如摩尔斯电码。不过，你向她发送的信号可能会传输很慢，很迟才到达她那里，因为光波也被拉伸扭曲，并被降低了频率，比如这样，“一切都好，一..切..都..好，一...切...都...好，......”。当你到达边界点，安妮看到你变得静止，就像是有人按下了停止键。你静止在那里，没有任何动作，身体沿着边界不断拉伸，并被炽热的火焰所吞噬。在安妮看来，因为空间的拉伸、时间的停止以及霍金辐射的火焰，你已经慢慢地消失了。甚至在你越过黑洞的边界之前，你就已经化为灰烬。在为你准备葬礼之前，让我们先忘记安妮，再从你自己的视角来回顾整个过程。在你自己看来，是不是也有更加神奇的事情发生呢？答案是没有。当你向这个宇宙中最为不祥的目的地不断加速前进时，你没有任何碰撞或不安的感觉，当然没有拉伸、变慢的变化或可怕的辐射。那是因为你正处自由落体运动过程中，你没有感受到任何重力，这也是爱因斯坦所认为的自己“最愉快的想法”。毕竟，黑洞的边界并不是漂浮于太空中的一面砖墙，它是透明的、无形的。黑洞之外的观察者无法看透它，但是对你来说不是问题，因为你并没有感觉到那个边界的存在。当然，如果黑洞较小，你就会遇到难题。如果你的脚部的重力远大于你头部的重力，那么你就会被拉抻成一段意大利面条那样的形状。不过，幸运的是，你遇到的是一个大黑洞，一个比我们的太阳要重数百万倍的黑洞。因此，那种会将你拉成意大利面条的引力差别已小到足以忽略。事实上，在一个足够大的黑洞中，你甚至可以正常地度过余生，直到抵达黑洞的奇点时死亡。你也许会想，这样的生命究竟正常到什么程度？毕竟你会被吸入时空裂缝，会违背你的意志，更无法回头另择出路。但是，你要考虑到，你的感受并不是来自空间体验，而是来自时间。时间只能向前，永远无法回头。这并非仅仅是一个类比。黑洞扭曲了时空到一个如此极端的程度，以致黑洞内部的时空完全互换了角色。从某种意义上讲，是时间将你拉到了黑洞的奇点。你无法转向，也无法逃离黑洞，就好比我们无法回到过去一样。听完上述解释，你现在或许又忍不住提出另一个困惑。既然自己活得好好的，那安妮究竟又错在哪里？如果你在黑洞中周围确实没有任何怪异的事物，空空的世界，那为什么她会坚称看到你在边界处被烧成灰烬呢？这是她的幻觉呢？事实上，安妮是极为理智的。从她的角度来看，你确实被已在边界处被烧成了灰烬。这不是幻觉。如果可能的话，她甚至会收集到你的骨灰并送给你最亲爱的人。实际上，自然界的定律要求你必须站在黑洞之处看待这个问题，就比如从安妮的角度来看，因为量子物理学要求信息永远不能丢失。任何一点点能够描述你存在的信息必须要留在边界之外，否则安妮的物理学定律将会失效。从另一方面讲，物理学定律也要求你穿越边界时，没有遇到炽热粒子流或任何非正常事物。否则，你将违背了爱因斯坦的“最愉快的想法”和他的广义相对论。因此，物理学定律要求你必须同时具备两种状态，即黑洞外的一堆灰烬和黑洞内的活生生的人。最后，还有第三条物理学定律要求信息不能被克隆。也就是说，你必须同时处于两个地方，但事实上只有一个你自己。这样听起来好像很矛盾，物理学定律让我们得到一个似乎非常荒谬的结论。物理学家将这种矛盾的结论称为“黑洞信息悖论”。幸运的是，科学家们于1990年找到了解决这一悖论的方法。美国物理学家李奥纳特-苏士侃认为，这一悖论并不存在，因为没有任何人看到过自己的克隆版本。安妮只看到了那个化为灰烬的你，你也只看到了存活的自己，你和安妮永远无法将这两个“你”进行对比，也没有第三者同时看到黑洞内外的你。因此，没有任何物理学定律会被打破。除非你要求必须弄清楚哪个故事是真实的，你究竟是活着还是死的。黑洞告诉我们一个重要的秘密，那就是没有所谓的“真实”。“真实”取决于你在问谁，既有安妮认为的“真实”，也有你认为的“真实”。2012年夏天，由物理学家艾哈迈德-艾尔姆赫里、唐纳德-马罗尔夫、乔-波尔金斯基和詹姆斯-苏利等人组成的研究团队AMPS提出一个思想实验设计方案，该方案可能彻底颠覆此前我们对黑洞的所有认识。AMPS团队认为，苏士侃的方案取决于一个事实，那就是你和安妮之间的任何分歧都可以通过黑洞边界来解决。如果安妮看到了被霍金辐射烧成灰烬的不幸版本的你，那问题不大，因为有黑洞边界，所以她看不到另一侧漂浮于黑洞内的另一个版本的你。但是，如果她有机会看到另一侧的你，那怎么解释？正常的相对论并不认为这是一个问题，但量子物理学则让这个问题变得复杂化。万一安妮可以看到边界另一侧的场景，比如利用爱因斯坦所称的“幽灵超距作用”这一方法，那该怎么办？当两组被隔离在不同空间中的粒子不可思议地纠缠在一起时，就会发生这种情况。它们是一个单一且不可分割的整体的一部分，因此那种用于描述这种现象的信息不可能在个体身上找到，只能通过它们之间的联系找到。AMPS研究团队的思路就在于此。我们将安妮所掌握的边界附近的信息称为“A”。如果她的故事是正确的，而你已经在黑洞外被霍金辐射烧为灰烬。那么，“A”信息肯定会与另一组信息有纠缠和关联，即“B”信息，也就是炽热辐射流。从另一方面讲，如果你的故事是真实的，你还好好地活在边界的另一侧，那么，“A”信息肯定与另一组不同的信息纠缠和关联，即“C”信息，也就是黑洞内的某个地方。问题在于，每一组信息只能关联一次。这就意味着“A”只能与“B”或“C”之一关联，而不能同时关联。如果安妮掌握了“A”信息，并将其放入便携式“关联解码”机中，该机器将会解码出答案，要么是“B”信息，要么是“C”信息。如果答案是C，那么你的故事是真实的，量子物理学定律将被打破。如果&A&与位于黑洞深处的C纠缠和关联，那么安妮将永远丢失自己的信息。这又打破了量子物理学信息永远不能丢失的定律。如果答案是B，即安妮的解码机发现A与B纠缠和关联，那么安妮的故事是真的，广义相对论将无效。这就意味着你确实是被烧成了灰烬，即你没有真正地穿越边界，而是碰到了一面燃烧的火墙。我们再次回到最初提到的问题，即当你掉入黑洞时究竟发生了什么？你真的穿过了边界，继续正常地度过余生，还是在接近边界时碰上了一面致命的火墙？没有人知道答案。这也成为了基础物理学领域最有争议的难题之一。物理学家用了一个多世纪的时间试图化解广义相对论与量子物理学之间的矛盾，他们知道最终两者之一必将妥协。黑洞悖论的解决方案或许能够帮助我们解决宇宙更深层次的理论。线索或许就在安妮的解码机中。要想找到与&A&纠缠的另一组信息是一个超级复杂的难题。因此，美国普林斯顿大学物理学家丹尼尔-哈罗和斯坦福大学物理学家帕特里克-海登想知道解决这一难题究竟需要多长时间。2013年，他们通过计算得出结论，即使安妮使用物理学定律所允许的速度最快计算机，她也需要极其漫长的时间来解码这种纠缠。当她得到答案时，这个黑洞或许早已蒸发，从宇宙中消失了。如果是这种情况，问题的复杂性可能会让安妮望而却步，放弃努力去探寻究竟哪个故事是真实的。这就可能导致一种情形出现，即两个都是正确的，其真实性依赖于不同的观察者，所有的物理学定律都是有效的，没有人会碰到危险的、莫名其妙的火墙。这也会给物理学家带来新的思考，即复杂的计算与时空之间的关联。这就是关于黑洞的故事。它们并非仅仅是太空旅行者所可能遇到的讨厌障碍，它们还是解决物理学定律难题的理论实验室。如果真实的本质隐藏于某处，那么探寻它的最佳场所就是黑洞。我们最好是站在黑洞之处去探索，至少在弄清楚火墙之前必须要这么做。短回答：&b&会，也不会，取决于你从什么地方观察。&/b&&br&&br&如果你感到困惑，请看长回答。&br&&br&&img src=&/b41902abdbb_b.png& data-rawwidth=&696& data-rawheight=&234& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&696& data-original=&/b41902abdbb_r.png&&有一天，猫在太空中追逐老鼠（这是两只可以在太空中飞行的神奇动物）。老鼠走投无路，一头跳进了黑洞，而猫则留在远处观察。我们来看看在这一事件中，猫和老鼠分别会看到什么。&br&&br&随着老鼠靠近黑洞，引力越来越强，而且引力增加的梯度越来越大。到了一定距离，对小型的黑洞，老鼠头部受到的引力远远大于尾部。巨大的引力差会把老鼠拉长。物理学家把这种现象叫做“面条化”（spaghettification，这个单词来源于spaghetti，意大利面）。而大型黑洞引力增加比较平缓，可以让老鼠安全的跳进去。&br&&br& 从猫的角度观察，老鼠向黑洞跌落的速度愈来愈慢，而且老鼠身上发出的光越来越红，原来越暗，最后渐渐消失。猫不会看见老鼠进入视界。这是因为，距离黑洞越近，引力越大。由于巨大引力场扭曲时空的效果，时间变慢，所以猫会观察到老鼠跌落的速度降低。对于光来说，变慢的时间降低它的频率。所以老鼠发出的光向低频方向移动。这种现象称为红移。&br&&br&需要注意的是，红移和蓝移并不一定是光的颜色变红或变蓝，而是指频率变化。红移是频率降低，蓝移是频率增大。&br&&img src=&/03e91e78ffd38a9f778e912af1f04c07_b.png& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&339& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&/03e91e78ffd38a9f778e912af1f04c07_r.png&&图片来自&a href=&///?target=http%3A///view/1015.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&电磁波_百度百科&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&猫能看到老鼠是因为来自老鼠身上的可见光。由于老鼠位置时间变慢，光频率降低，可见光红移成为红外线，微波，无线电波，最后频率降至无限低，我们就可认为光已经不存在了。不但猫的眼睛，任何观察仪器都看不到了。这时，在猫的时间线上，或者说在离黑洞足够远的整个宇宙中，老鼠仍然在缓慢跌落，直到最后停止在黑洞视界。从猫的角度来看，老鼠已经停止了。就算等到时间的尽头，老鼠也不会掉进视界。&br&&br&从老鼠的角度来看，它不会感觉自己向黑洞跌落的过程有任何异常，就像从高处跌落地面一样。它清晰的知道自己穿过视界，进入黑洞内部。所以对于老鼠来说，穿过视界这一事件（event）必定发生，而对于黑洞外的猫来说，这一事件不会发生。&b&这就是视界（event horizon）这一名字的来历：这是一个事件的边界，边界内发生的事件对于边界外的观察者来说，永远不会发生。&/b&&br&&br&&br&在穿过视界一瞬间，如果老鼠回头看的话，他会看到外面的宇宙迅速的发展，恒星耗尽燃料爆炸，银河系和仙女座星系碰撞，所有恒星熄灭，宇宙变得一片死寂。当然从技术上说，它看不到。从外部射进来的光会因为蓝移变成高频的伽马射线，不但无法辨认有效信息，还会把老鼠烤熟（可以认为它在短时间内接收到了宇宙无限长时间内发出的能量）。&br&&br&最后，回到对问题的回答。&br&&br&&ul&&li&&b&黑洞会吞噬物体，如果你是那个物体。&/b&&br&&/li&&li&&b&黑洞不会吞噬物体，如果你不是那个物体。&/b&&/li&&/ul&
短回答：会，也不会，取决于你从什么地方观察。 如果你感到困惑，请看长回答。 有一天，猫在太空中追逐老鼠（这是两只可以在太空中飞行的神奇动物）。老鼠走投无路，一头跳进了黑洞，而猫则留在远处观察。我们来看看在这一事件中，猫和老鼠分别会看到什么。…
&p&有一天，猫在太空中如愿以偿的抓住了老鼠。为了一劳永逸的解决这个平生最大的对手，猫决定把老鼠扔进黑洞。&/p&&img src=&/v2-168060dba3a7a4031f0ca_b.png& data-rawwidth=&482& data-rawheight=&336& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&482& data-original=&/v2-168060dba3a7a4031f0ca_r.png&&&p&这是一个潮汐力比较弱的巨型黑洞，所以老鼠避免了被拉成面条的命运。当然，老鼠的五短身材在这里也发挥了作用。于是，老鼠向黑洞加速坠落。终于，它穿过了黑洞视界这个有去无回的边界，直奔黑洞中心的奇点。&/p&&p&猫饶有兴趣的看着老鼠向黑洞坠落的速度越来越慢，老鼠的身影也越来越暗。最终，老鼠消失在黑洞表面。粗通文墨的猫并不感到惊奇，它知道这是黑洞的巨大引力拉长时间的缘故。虽然它没有亲眼看到老鼠穿越视界，但是它可以肯定：老鼠是回不来了（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&黑洞真的是吞噬了物体吗？ - 知乎&/a&）&/p&&p&猫志得意满地回家了，从此过上了无忧无虑的生活。但是不久以后，它觉得生活开始变得空虚。没有老鼠的挑拨，连那头大狗都懒得来揍它一顿。它开始后悔把老鼠扔进黑洞了。&/p&&p&于是，猫每天趴在黑洞旁边，希望从黑洞表面看到老鼠的蛛丝马迹。直到有一天，一位相貌清奇的老者驾着一辆外形奇特的飞行器飘然而来。&/p&&img src=&/v2-5eb213f2dbe77b381c9b072ef0d52015_b.png& data-rawwidth=&593& data-rawheight=&519& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&593& data-original=&/v2-5eb213f2dbe77b381c9b072ef0d52015_r.png&&&br&&p&听了猫的故事以后，老者摇摇头说：“不用白费力气了，你不可能从黑洞中得到任何和老鼠有关的信息。”&/p&&p&“为什么？”猫不解地问。&/p&&p&“一个黑洞只有质量、电荷、线性动量、角动量和位置这几个特征。至于你以前往里面扔了什么东西，这样的信息早就消失了。”&/p&&p&“难道一个恒星形成的黑洞和一亿亿...个大象形成的黑洞竟然是一样的？”猫不敢相信自己的耳朵。&/p&&p&“确实如此。黑洞这东西，”老者沉吟半晌，接着说，“是没有毛的。”&/p&&p&想想自己没有毛的样子，猫不禁打了个冷战。过了许久才发现哪位老者已经飘然而去了。&/p&&img src=&/v2-9a83ea97e995ed2c861b5eed_b.png& data-rawwidth=&491& data-rawheight=&414& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&491& data-original=&/v2-9a83ea97e995ed2c861b5eed_r.png&&&p&心灰意冷的猫打算打道回府，继续过自己混吃等死的小日子。这时，另一位仙风道骨的老者驾着祥云而来。&/p&&img src=&/v2-8e7ef92002f06ead1a5b2fd29f08e54b_b.png& data-rawwidth=&653& data-rawheight=&410& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&653& data-original=&/v2-8e7ef92002f06ead1a5b2fd29f08e54b_r.png&&&p&猫怀着一丝希望把自己的故事对这位老者又讲了一次。听完之后，老者微笑着说：“其实，老鼠的信息还在。”&/p&&p&“在哪里？”猫又惊又喜的问，“黑洞里面吗？”&/p&&p&“是的，在黑洞里面，同时也在黑洞表面。”&/p&&p&“......” 猫觉得自己的猫脑子不够用了。&/p&&p&“这不怪你，每个人听到这里都会感到困惑的。我们慢慢来”，老者掏出一块小黑板，开始讲解。&/p&&p&“首先，你要相信，黑洞不会毁灭信息。不止黑洞，宇宙中没有任何东西可以做到这一点。”&/p&&p&“为什么？”猫不解的问，“我把一本书烧掉，书上的信息不就没有了吗？”&/p&&p&“我这里说的信息和书上记录的信息不是一个东西。”老者无奈的摇摇头，想要继续解释，但是看看猫的小脑袋，还是放弃了，“不过你要这么理解也可以”。&/p&&p&老者接着说：“其实，书中的信息在燃烧过程中转移到其他地方去了，比如热量、灰烬、气体和辐射等等。如果你可以把这些物体都收集回来，信息就可以恢复。当然你做不到，但是你应该相信书中的信息是一直存在的，对吧？” （&a href=&/question//answer/& class=&internal&&宇宙中有没有一种东西，记录着宇宙中发生的一切？ - 知乎&/a&）&/p&&p&猫点点头，表示可以接受这一点。但是接着它又问：“这是一条经过数学证明的物理定理吗？”&/p&&p&老者摇摇头：“不是，但是在实验和观察中，它从来没有出过错。多数物理学家都相信它一定成立。我觉得，它是物理学中最基本的定理，所以我把它叫做‘物理学第负一定律’。”&/p&&p&猫疑惑的说：“我也听说过几条物理定律，但是没听说过有‘第负一’的定律。”&/p&&p&老者微笑道：“数字越小越基础嘛。我觉得它是整个物理学大厦的根基，把它叫做第一定律甚至第零定律都不能彰显其重要性。不过，我们还是回到黑洞，看看老鼠的信息藏在哪里？”&/p&&p&老者在黑板上画了一个点，说：“这是一个质量相当于一颗灰尘的微型黑洞。现在我们往里面放一点信息，也就是丢一个光子进去。这时，黑洞的质量增加了，它的体积和表面积都会增加。”&/p&&p&猫表示可以理解。然后老者接着说：“如果我们继续往里面丢光子，这个黑洞就会继续增长。当然我们不用真的这么做。数学可以帮我们计算出，我们向黑洞输入的信息量于黑洞的增长有什么关系。”&/p&&p&老者严肃的看着猫，慢慢地说：“计算结果是：黑洞可以容纳的信息和黑洞的视界面积成正比。”&/p&&p&一分钟以后，猫捡起掉在地上的下巴，大喊道：“怎么可能？信息在黑洞内部，黑洞能容纳的信息应该和黑洞的体积成正比吧？”&/p&&p&老者面无表情的说：“你可以不相信我，但是不能不相信数学。”&/p&&p&听到“数学”这个恐怖的词，猫屈服了，选择了接受这个结果。它想了半天，迟疑的说：“这个结果是不是在暗示信息就在黑洞表面？”&/p&&img src=&/v2-9e2b8df26fa22f19a24db82d137d446e_b.png& data-rawwidth=&594& data-rawheight=&533& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&594& data-original=&/v2-9e2b8df26fa22f19a24db82d137d446e_r.png&&&p&老者点点头说：“不是暗示，我相信就是这样。而且，我们还可以计算出，在黑洞表面，每一个比特有多大面积。”&/p&&p&“这也能算？”猫惊奇的问，“多大？”&/p&&p&“每个比特的面积是&img src=&///equation?tex=10%5E%7B-66%7Dcm%5E%7B2%7D& alt=&10^{-66}cm^{2}& eeimg=&1&& 。我们把它叫做普朗克区域。”&/p&&p&对数字不太敏感的猫并没有去想这个面积有多小。它突然想到了另一个问题：“我听说黑洞视界只是黑洞周围的一个球面，并没有什么特殊的地方。照你这么说，好像哪里聚集了不少东西。而且它们挤在一起，停留在视界附近，却拒绝掉进去。这就不好理解了：究竟是什么东西在存储那些信息？”&/p&&p&“这是个好问题。”老者说，“现在的研究还不足以回答这个问题。不过，弦论倒是提供了一个答案，就看你愿不愿意接受了。”&/p&&p&说着，老者在黑板上画了一团弯弯曲曲的线，接着说：“所有的基本粒子，向电子、光子什么的，其实它们都是以不同方式振动的能量，也就是我们所说的弦。这是一条低能状态的弦。”&/p&&p&老者又画了一条更长，更扭曲的线，说：“如果你给它能量，它就会变成高能状态的弦，或者说，能量更高的基本粒子。”&/p&&img src=&/v2-d17057cbe989f8d98b0c0b127ad98222_b.png& data-rawwidth=&690& data-rawheight=&234& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&690& data-original=&/v2-d17057cbe989f8d98b0c0b127ad98222_r.png&&&p&放下粉笔后，老者总结道：“所以，黑洞视界表面可能布满了各种高能的弦。它们占满了视界的所有面积。黑洞外围温度非常高。任何要穿过视界的物体，都会被化为灰烬。然后把它的信息留在视界表面。”&/p&&p&听到这里，猫意识到自己干了一件多么可怕的事情，流下了一头冷汗。不过，它很快又找到了反驳的理由：“不对呀，我听说黑洞的质量都集中在中心的奇点，视界只是黑洞外围的一个球面，什么东西都没有。老鼠应该可以安然无恙的穿过视界吧？”&/p&&p&老者微笑道：“不错，这是真的。”&/p&&p&“那你刚才说的被视界化为灰烬？”&/p&&p&老者微笑道：“这也是真的。”&/p&&p&猫彻底糊涂了：“那么老鼠到底分布在黑洞表面还是进入了黑洞？”&/p&&p&老者微笑道：“从你的角度来看，老鼠在视界化为灰烬，它的信息留在了黑洞表面。而从老鼠的角度来看，它安然无恙地穿过了视界，继续向黑洞奇点坠落。”&/p&&p&停了一会儿，老者接着说：“所以，老鼠同时存在于两个地方：1）黑洞内部那只三维的老鼠 2）黑洞表面那些以二维方式编码的老鼠的全部信息。”&/p&&p&听到二维平面可以编码三维物体的信息，猫问：“是不是就像全息图像那样？”&/p&&img src=&/v2-622164afe260dca6833039_b.png& data-rawwidth=&622& data-rawheight=&415& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&622& data-original=&/v2-622164afe260dca6833039_r.png&&&br&&p&老者赞许的点点头，说：“和全息图像有类似的地方。全息图像是把三维图像的信息编码在二维平面上，然后用特殊的方式把三维图像显示出来。你直接去看一副二维的全息图像，肯定什么都看不出来。黑洞表面的信息也是一样，是一种混乱的编码。”&/p&&img src=&/v2-faf2f7dddf_b.png& data-rawwidth=&477& data-rawheight=&418& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&477& data-original=&/v2-faf2f7dddf_r.png&&&p&猫突然想到了一个令人吃惊的事实：“如果黑洞表面和全息图像类似的话，是不是就意味着黑洞表面的二维信息才是真的，而黑洞中的三维老鼠只是某种投影？”&/p&&p&老者说：“你可以这样理解，你也可以理解为它们都是真实的。老鼠只有一个，但是它的信息同时存在于两个地方。这是一个现象的两种数学描述，没有哪一个更真实。”&/p&&p&猫觉得自己的智力大概只能理解到这个地步了，于是它开始改变话题：“我听说我们的可观察宇宙也是有一个视界的。那个视界的表面难道也布满了宇宙内所有物体的信息吗？”&/p&&img src=&/v2-e0ed4b4aeeee22dad3c8a_b.png& data-rawwidth=&599& data-rawheight=&450& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&599& data-original=&/v2-e0ed4b4aeeee22dad3c8a_r.png&&&p&老者对猫的想象力有些吃惊。他解释说：“如果我们把这个理论推广一下，也许可以做出这样的推论。不过，可观察宇宙的视界和黑洞视界有很大的区别。黑洞视界是一个连光也无法逃逸的球面；而可观察宇宙的视界恰恰相反，它是一个外界的光无法到达我们的球面。所以有人说，可观察宇宙是一个翻过来的黑洞。”&/p&&p&猫觉得自己有了一个了不起的发现。它兴奋地说：“这么说，我们周围的三维物体也可以看成是宇宙视界表面二维信息的投影了？”&/p&&p&老者不置可否的说：“这方面的研究才刚刚开始，还在非常初级的阶段，所以现在还不能做出决定性的判断。如果将来能够证实，你这样理解也无可厚非。”&/p&&p&猫呆呆地想了半天，再抬头看时，老者也已经无影无踪了。它努力回忆今天学到了什么。它觉得自己好像听到了很多奇谈怪论，但是却想不出一点细节。最后唯一想到的是，老鼠的信息还存在于宇宙中，可能有一天会随着黑洞的蒸发慢慢释放出来。虽然生活中没有了老鼠，也许还可以琢磨一下怎样作弄那条大狗。想到这里，猫就心满意足的回家去了。&/p&
有一天，猫在太空中如愿以偿的抓住了老鼠。为了一劳永逸的解决这个平生最大的对手，猫决定把老鼠扔进黑洞。这是一个潮汐力比较弱的巨型黑洞，所以老鼠避免了被拉成面条的命运。当然，老鼠的五短身材在这里也发挥了作用。于是，老鼠向黑洞加速坠落。终于，它…
&b&我们所在的宇宙空间实际上是一个黑洞的内部&/b&，这是黑洞宇宙模型（black hole cosmology）的观点。目前主流的宇宙学模型是大爆炸理论，此外还有很多非主流的宇宙学模型。黑洞宇宙模型就是其中之一。&br&&br&&b&1. 为什么宇宙在黑洞内部？&/b&&br&&br&这个问题要从宇宙膨胀开始说起。&br&&br&我们知道，宇宙在加速膨胀。这里膨胀的含义是，新的空间从每一处空间中产生。它导致的结果是，宇宙中的物体都在相互远离。然而，比较近的物体会被引力或电磁力拉在一起，距离不会增加（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&既然宇宙在膨胀，那么地球与太阳的距离会改变吗？ - Mandelbrot 的回答&/a&）。空间膨胀的效果，只有在距离十分遥远的星系之间才能看出来。&br&&img src=&/1e2dedffbbcfa8cb162f4c2c_b.png& data-rawwidth=&887& data-rawheight=&337& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&887& data-original=&/1e2dedffbbcfa8cb162f4c2c_r.png&&&br&在上面的例子中，由于空间膨胀，猫-老鼠之间的距离和猫-狗的距离都增加了，但是，猫-狗距离增加明显比猫-老鼠距离增加要大得多。由于空间膨胀的叠加效果，距离越远的物体，它们之间距离增加也越大。也就是说，距离我们越远的物体，远离我们的速度也就越快。由此我们不难想象，&b&距离我们足够远的星系，远离我们的物体会达到光速&/b&。这个距离被称为&b&哈勃半径&/b&（Hubble Radius）。而在哈勃半径以外的星系，远离我们的速度超过光速。&br&&br&在黑洞宇宙模型中，哈勃半径也就是我们宇宙所在黑洞的史瓦西半径。&br&&br&如果我们把一个物体压缩到史瓦西半径（的球体）以下，这个球体表面的逃逸速度就会达到光速。也就是说，这个球体就成为了一个黑洞。&br&&br&史瓦西半径的计算公式十分简单：&br&&img src=&/bca167ce234d1e8a8fefbe8_b.png& data-rawwidth=&106& data-rawheight=&61& class=&content_image& width=&106&&其中G是万有引力常数，M是物体的质量，c是光速。&br&&br&那么，如果我们把哈勃半径以内的所有物质压缩成一个黑洞，它的史瓦西半径会有多大呢？如果把已知的宇宙质量（由观测的宇宙密度计算）代入上面的公式，得到的史瓦西半径和哈勃半径十分接近。考虑到观测的精度和误差，可以认为这两个值是相等的。也就是说，&b&我们所在的宇宙空间，已经是一个黑洞了。&/b&&br&&br&宇宙的密度很低，相当于地球这么大体积内，平均只有一粒沙的质量（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&宇宙有多空旷？ - Mandelbrot 的回答&/a&）。物质如此稀疏的宇宙空间能形成黑洞，可能对很多人来说很不可思议。黑洞的给人的印象是往往是密度很大——如果把太阳压缩成一个黑洞，它的史瓦西半径只有3公里，而地球黑洞的史瓦西半径还不到1厘米。&br&&br&从上面的公式可以看到，史瓦西半径和质量成正比，而物体的半径和质量的立方根成正比（如果密度不变）。所以，当物体质量增加的时候，史瓦西半径比物体本身的半径增长的快。一个质量很大的物体，它的史瓦西半径会达到甚至超过物体自己的半径。&br&&br&然而，多数宇宙学家并不认同这个证据。他们认为，史瓦西半径和哈勃半径十分接近，只是一个巧合。&br&&br&&b&2. 黑洞内的宇宙&/b&&br&&br&对黑洞的传统认识是，当物体落入黑洞，就会继续向黑洞中心坠落，最后落进黑洞中心的奇点——一个密度无穷大，体积无穷小的点。&br&&br&&img src=&/efc495d160bed_b.png& data-rawwidth=&292& data-rawheight=&220& class=&content_image& width=&292&&&br&但是，这并不是唯一可能存在的黑洞结构。&br&&br&黑洞强大的引力使得时空极度弯曲，造成了一个与外面隔离的封闭时空。在这样一个封闭的空间中，如果物质大致均匀分布，广义相对论允许它保持一个稳定的内部结构，而不至于坍塌成一个奇点。那么，在没有外部物质和能量影响的情况下，黑洞宇宙是一个静态宇宙。当黑洞宇宙吸入外部物质时，由于质量增加，它的体积也随之增加，从黑洞宇宙内部来看，表现为&b&宇宙空间的膨胀&/b&。所以，在黑洞宇宙模型中，对宇宙膨胀的解释不需要暗能量的概念。&br&&br&一个黑洞宇宙通常是从一个恒星级黑洞开始的。它的内部是一个奇点还是一个婴儿宇宙，对于外部观察者来说都是一样的。当它吸收外部宇宙（母宇宙）的物质和辐射后，就会慢慢长大。在一个星系中，恒星走到生命尽头时，会变成白矮星，中子星，或者黑洞。最终，它们汇聚在星系中心，形成超过10亿太阳质量的超级黑洞。而这种黑洞的内部，就是像我们的宇宙一样的另一个宇宙。&br&&br&恒星级黑洞诞生于超新星爆炸，所以它的内部温度极高（高于中子星的温度），但是它并不向外辐射能量。当黑洞宇宙膨胀，由于能量分散，温度逐渐降低。当一个黑洞宇宙膨胀到我们的宇宙大小时，温度已经下降到3K。这就是我们观察到的&b&微波背景辐射&/b&。&br&&br&黑洞宇宙的膨胀速度取决于吸入物质的数量。我们的宇宙边界膨胀速度达到光速，这意味着它需要每秒吸入10000个太阳质量的物质。&br&&br&对于一些质量比较小的黑洞（如超新星爆炸留下的恒星级黑洞）来说，它们周围的时空曲率变化很大，物质在进入黑洞时会被撕裂成碎片。而质量很大的黑洞（如星系中心的超级黑洞）被称为“温柔的黑洞”，物质可以完好无损的穿过视界，进入黑洞——来到另一个宇宙。&br&&br&&b&3. 黑洞宇宙模型&/b&&br&&br&黑洞宇宙模型是一个多层次的等级结构。我们的宇宙在一个更大的宇宙（&b&母宇宙&/b&）中；母宇宙中的其他宇宙是我们宇宙的&b&姐妹宇宙&/b&；我们宇宙中的黑洞（恒星级黑洞和超级黑洞）都包含&b&子宇宙&/b&；同样，我们的姐妹宇宙中也有它们自己的&b&子宇宙&/b&；而母宇宙外面是更大的&b&祖母宇宙&/b&。&br&&img src=&/aa9a1bea29088_b.png& data-rawwidth=&787& data-rawheight=&512& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&787& data-original=&/aa9a1bea29088_r.png&&&br&这个模型一共有多少层取决于整个空间的大小。如果整个空间是无限大的，那么宇宙层次的数目也是无限的；反之，则是有限的。&br&&br&在黑洞宇宙膨胀的过程中，可能和姐妹宇宙相遇，从而合并成更大的宇宙。&br&&br&以上是对黑洞宇宙模型的简单介绍。它是和大爆炸理论不同的另一种宇宙学模型，对于天文观测中的很多现象，如空间膨胀，微波背景辐射，也有不一样的解释。这种理论目前被认为是一种”类宇宙学“（alternative cosmology)，没有得到多数宇宙学家的认同。然而，从20世纪70年代到现在，仍然有部分宇宙学家在从事这个理论的研究。&br&&br&参考资料&br&&ol&&li&&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Raj_Pathria& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Pathria, R. K.&i class=&icon-external&&&/i&&/a& (1972). &The Universe as a Black Hole&. &i&&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Nature_%28journal%29& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Nature&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&/i&&b&240&/b& (5379): 298–299. &a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Bibcode& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Bibcode&i class=&icon-external&&&/i&&/a&:&a class=& wrap external& href=&///?target=http%3A//adsabs.harvard.edu/abs/1972Natur.240..298P& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&1972Natur.240..298P&i class=&icon-external&&&/i&&/a&. &a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Digital_object_identifier& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&doi&i class=&icon-external&&&/i&&/a&:&a class=& wrap external& href=&///?target=https%3A//dx.doi.org/10.298a0& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&10.a0&i class=&icon-external&&&/i&&/a&.&/li&&li&&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/I._J._Good& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Good, I. J.&i class=&icon-external&&&/i&&/a& (July 1972). &Chinese universes&. &i&&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Physics_Today& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Physics Today&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&/i&&b&25&/b& (7): 15. &a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Bibcode& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Bibcode&i class=&icon-external&&&/i&&/a&:&a class=& wrap external& href=&///?target=http%3A//adsabs.harvard.edu/abs/1972PhT....25g..15G& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&1972PhT....25g..15G&i class=&icon-external&&&/i&&/a&. &a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Digital_object_identifier& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&doi&i class=&icon-external&&&/i&&/a&:&a class=& wrap external& href=&///?target=https%3A//dx.doi.org/10..3070923& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&10.0923&i class=&icon-external&&&/i&&/a&.&/li&&li& T Zhang (2009) &A New Cosmological Model: Black Hole Universe&, Progress in Physics (&a href=&///?target=http%3A//www./index_files/2009/PP-18-01.PDF& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/index_f&/span&&span class=&invisible&&iles/2009/PP-18-01.PDF&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&)&/li&&/ol&
我们所在的宇宙空间实际上是一个黑洞的内部，这是黑洞宇宙模型（black hole cosmology）的观点。目前主流的宇宙学模型是大爆炸理论，此外还有很多非主流的宇宙学模型。黑洞宇宙模型就是其中之一。 1. 为什么宇宙在黑洞内部？ 这个问题要从宇宙膨胀开始说起…
（本文冗长。最后有一句话比喻，通俗易懂。）&br&&br&一句话：&b&因为在黑洞内部，光锥是永远向内的。&/b&&br&&br&&b&（一）&/b&&br&&br&&b&首先解释一个关键的概念，什么是「光锥」。&/b&&br&简单地说，&b&光锥就是光的时空路径&/b&——注意是「时空」，而不是「空间」。即，在某时某地发射&b&一闪光&/b&，此后光传播所经历到的&b&时空&/b&区域就是「光锥」。换句话说，就是能看到这个闪光的&b&时空&/b&区域。当然，这严格说是未来光锥。&br&&br&这样说还是很抽象，举个1维空间的例子。这个世界不妨称之为「1+1维」时空（因为是1维空间+1维时间）。简单起见，假设光速为常数 v=1。&br&时间 t = 0 时，在空间坐标原点 x = 0 处发生一闪光。这时，因为光以有限的速度 v = 1 传播，其路径就是 x = t 或者 x = - t。这里有&b&两条&/b&路径，因为在一维空间里，光能朝「前」、「后」&b&两个&/b&方向传播。&br&画在 (x, t) 平面上，光的时空路径 x = t 或者 x = - t 就是通过原点的45度角射线。这射线就是「1+1维」时空的光锥。如下图所示，红色射线就是光锥。&br&&img src=&/46f5cacc1bddab08a35c4a_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/46f5cacc1bddab08a35c4a_r.jpg&&在这个「1+1维」时空里，只有在光锥上的点，才能看到闪光。比如 (x = 2, t = 1) 这个点，就不在光锥上，也看不到闪光。因为在 t = 1 秒的时候，光还没有传播到 x = 2 处。x = 2 处只有在等到 t = 2 时才能看到闪光，于是 (x = 2, t = 2) 这个点正好就在光锥上。&br&上面这个例子很容易推广到真实的「3+1维」时空（3维空间，1维时间），只不过这时候射线变成了锥子（当然是3维的锥子），所以叫光锥。&br&所以光锥是时空的一个截面，维度比时空少一维。光锥的存在正是因为光速有限。&br&&br&更物理地说，光锥是&b&时空&/b&的一个「界限」，即，能发生因果关联与否的区分边界。因为光速是最大速度，&b&光在光锥表面传播&/b&，其他信号在光锥内部传播，所以光锥内部就是可发生信号联系（因果关联）的区域，光锥外则是不可能有因果关联的区域。&br&以下图为例（引子wiki）&img src=&/dff3cbea1a_b.jpg& data-rawwidth=&390& data-rawheight=&600& class=&content_image& width=&390&&这里展示的是「2+1维时空」：2维空间（横向）+1维时间（纵向）。A代表某时某地一「事件」，光锥内部（上图黄色区域）就是A事件未来可影响到的时空区域，比如B点（下部黄色区域代表可以过去可能影响过A的时空区域）；而光锥外的其他区域，过去、未来都不可能与A事件发生关联，比如C点。&br&&br&&b&（二）&/b&&br&&br&&b&回到光传播的问题上。&/b&&br&广义相对论说，时空可以弯曲。于是在这个弯曲的时空里，光就不一定走 x = t 或者 x = - t 这么简单的直线了。比如在「1+1维」的时空里，光的路径可能就是这个样子：&img src=&/61fdfdbc0c8be42124f6c_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/61fdfdbc0c8be42124f6c_r.jpg&&根据时空弯曲的程度，光可以走各种扭曲的路径。&br&上图中，虽然光的路径已经被扭曲，但是左边 x1(t) 还是在朝「左」传播，右边 x2(t) 还是在朝右传播。那么一个自然的问题是：有没有可能扭曲成这个样子：&img src=&/7ae24e1f00d858a84c49fc_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&583& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/7ae24e1f00d858a84c49fc_r.jpg&&也就是说，无论光&b&自己以为&/b&在朝哪个方向传播，实际上都是在朝左传播？回答是当然可能！&b&这正是光无法离开黑洞的关键！&/b&&br&&br&具体而言：对于比较正常的时空里的正常的光锥，光可以（沿着光锥表面）向前后左右任意&b&空间&/b&方向传播。但是&b&在黑洞内部，光锥被扭曲，光锥的所有空间方向都朝向黑洞内部，使得光只能向内传播。&/b&&br&&br&&b&（三）&/b&&br&&br&&b&以最简单的不带电不旋转黑洞即「Schwarzschild黑洞」为例。&/b&&br&下图（引自wiki）中左边白色区域为黑洞外，右边黑色区域为黑洞内。在左边即黑洞外，光锥比较正常，光可以朝两个方向传播——比如朝左也就是背离黑洞，或者朝右也就是朝向黑洞。&br&&img src=&/6dc635fa5e334b7ef295c143f1fdc9b1_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&如果我们靠近黑洞，如下图（引自wiki），光锥开始扭曲，明显开始朝黑洞倾斜。于是光倾向于向黑洞（朝右）内传播，只有少部分可以背离黑洞（朝左）。&br&&img src=&/a2238e2adcfda9ace3ba709ecd81d373_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&如果我们进入黑洞内部（黑色区域），如下图（引自wiki），这时，光锥完全被扭曲，&b&光锥的任何方向都是指向黑洞内部&/b&。也就是说，&b&光无论怎么传播，都是在「朝内」传播。&/b&&img src=&/1cf0dfcf9528317afe025f0f6d0167c3_b.jpg& data-rawwidth=&409& data-rawheight=&106& class=&content_image& width=&409&&&br&下图（来自网络）是个更形象的说明：&br&&br&&img src=&/923ab201fbca6_b.jpg& data-rawwidth=&320& data-rawheight=&239& class=&content_image& width=&320&&圆柱代表黑洞视界，圆柱内是黑洞内，圆柱外是黑洞外。黑洞外光锥被扭曲的不厉害，光可以朝向黑洞也可以背离黑洞。黑洞里面，光锥完全倒向黑洞内，光锥的所有方向都指向黑洞内，于是光无论朝哪个方向传播都是在向内传播。&br&&br&总之，一句话，&b&在黑洞（视界）内部，时空被扭曲了——只有向内，没有向外。&/b&&br&&br&&b&最后，如果觉得还是很抽象的话&/b&，可以考虑这样的例子（虽然不严谨，但本质上一个道理）：&br&你在坐高铁，你以为你可以来回走动，但是因为你不可能比高铁走的更快，所以在地面上的人看来，你只能永远在朝前走，就像光在黑洞内只能永远朝里走。
（本文冗长。最后有一句话比喻，通俗易懂。） 一句话：因为在黑洞内部，光锥是永远向内的。 （一） 首先解释一个关键的概念，什么是「光锥」。 简单地说，光锥就是光的时空路径——注意是「时空」，而不是「空间」。即，在某时某地发射一闪光，此后光传播所…
题主问了一个好问题，我想这个问题可能也是在许多科学领域里面让大家很困扰的问题：对于一个看不见、摸不着的东西，我们是怎么研究然后又给出了许多那么笃定的答案的呢？&br&&br&其实很简单，任何一个天体、或者说任何一样东西（物体、人物、事件）在这个世界上都不能单独的存在。它总会以各种各样的方式或直接或间接的影响周围的事物。在我们了解一个历史人物的时候，我们会通过了解他周围的人来了解他（譬如说，历史上几乎没有任何对于汪伦的直接记载，但我们却可以通过“桃花潭水深千尺，不及汪伦送我情”看出他的好客），而要想了解一个黑洞，我们可以通过它周围天体和物质的特性来探知它的奥秘。&br&&br&黑洞最早是一个纯数学上的概念，包括拉普拉斯在内的数学家通过计算，提出如果有一个物体的质量足够大而体积足够小，那它的引力就会大到连光都无法逃离。在爱因斯坦于1915年发表广义相对论一个月之后，德国物理学家史瓦西（Schwarzschild）得到了一个广义相对论方程的精确解，正式预言了这样一种天体的存在。&br&&br&正如题主问的一样，在黑洞的概念刚刚提出的时候，黑洞的观测是一个非常大的难题，因为它本身既不发光，也不能反射光，而光几乎是天文学家所能依仗的唯一的工具。但随着物理学家们对广义相对论认识的加深，以及对各种极端情况下电磁运动的研究，我们现在能很确切的了解黑洞及周边天体的结构，并且能预言出这些结构会导致的种种可观测效应。所以，我们可以通过观测其他的天体现象来间接判断黑洞的存在。目前比较被接受的黑洞观测方法有三个：&br&&br&一、引力效应。太阳有巨大的质量，地球也因此受到太阳的引力。可是地球并没有坠入到太阳里去，而是绕着太阳一圈一圈的旋转。和太阳一样，黑洞也有巨大的质量并对周围的天体产生引力。而和大部分人想象的不同，并不是所有的东西都会被黑洞吸引到黑洞中心的奇点。如果有一个物体在黑洞的“事界”（event horizon）之外，那黑洞对于这个物体就会和太阳对于地球一样，让它绕着自己旋转。所以，如果我们观测到有许多恒星绕着某个似乎空无一物的区域旋转，那我们可以肯定的是那个空无一物的区域有一个质量巨大的天体。什么样的天体会质量巨大而又不可观测呢？除了黑洞，也就是遵循黑暗森林法则的外星生物了（参见《三体》）。鉴于后者是科幻小说，科学家们倾向于选择前一种可能性。下图是对于我们银河系中心黑洞的一个观测。在10年的时间里（）科学家们观测到了这些恒星对于图中十字区域的圆周运动，证明了黑洞（候选）的存在。&br&&img src=&/d73eebc0da5c_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&640& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/d73eebc0da5c_r.jpg&&&br&&br&二、引力透镜（gravitational lensing）。根据广义相对论，质量巨大的物体会弯曲周围的时空。而直接的结果，就是形成一种类似放大镜的效应。当有黑洞存在于我们和某些遥远天体之间时，来自遥远天体的星光会被途中的黑洞弯曲和汇聚。下图是引力透镜的效应观测到时的样子：&img src=&/da75b5dd8d995d8168fd7e_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&529& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/da75b5dd8d995d8168fd7e_r.jpg&&&br&&br&三、活动星系核（Active Galactic Nucleus，简称AGN，翻译可能不准确）。单独而孤立的黑洞几乎是不存在的。每一个黑洞附近，都或多或少有一些天体，慷慨的奉献着自己的“血肉”养育着黑洞。黑洞这玩意吃东西的时候一点也不文雅，它不仅大快朵颐的汤水四溅，而且是名副其实的大款——吃一碗倒一碗。在这些物质被黑洞的引力捕获并吞噬的过程中，各种带电粒子由于互相之间的摩擦会辐射出大量的高能射线（汤水四溅）；而由于动量守恒和磁场的扭曲，很大一部分的带电粒子本身也被黑洞以接近光速的速度甩出来（倒的那一碗）。这些高能射线（主要是X射线和伽马射线）和带电粒子会遵循一个特定的方向（垂直于吸积盘，也就是accretion disk的方向。这些翻译过来的词听着都很奇怪）从黑洞向外喷射。而如果这些喷射出来的射线和粒子处于能被观测到的方向，我们就又能间接探测到黑洞的存在了。下图是一个AGN的模型（这个模型现在还没有直接观测结果的证实，但被物理界广泛接受和认可）：&img src=&/fede133a00faa65c7ecb1_b.jpg& data-rawwidth=&429& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&429& data-original=&/fede133a00faa65c7ecb1_r.jpg&&&br&&br&所以再总结一下对题主的回答：虽然黑洞吞噬一切，包括光，我们仍然可以通过多种方式去研究和探索，并且观测和感知到它的存在。&br&&br&也许直到人类灭亡的那一天我们也不可能“看”到黑洞究竟长什么样，也许我们永远也不会有黑洞的幸存者讲述劫后余生的故事。但是人类对知识的渴求，对宇宙的探索，会让我们的脚步越走越远，和黑洞中心的奇点无限接近。
题主问了一个好问题，我想这个问题可能也是在许多科学领域里面让大家很困扰的问题：对于一个看不见、摸不着的东西，我们是怎么研究然后又给出了许多那么笃定的答案的呢？ 其实很简单，任何一个天体、或者说任何一样东西（物体、人物、事件）在这个世界上都…
&p&谢邀。&/p&&p&天然产生的黑洞通常都是旋转的。它们旋转的能量可以通过彭罗斯过程（&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Penrose_process& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Penrose process - Wikipedia&i class=&icon-external&&&/i&&/a&）之类的方法提取出来。如果人类文明或其他外星文明有幸生存到所有恒星都已经熄灭的黑洞纪元（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&宇宙中有哪些细思极恐之事？ - 知乎&/a&），黑洞就是唯一的能源了。&/p&&img src=&/v2-e8e5cd58cff0bb7adc8081_b.png& data-rawwidth=&679& data-rawheight=&446& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&679& data-original=&/v2-e8e5cd58cff0bb7adc8081_r.png&&&p&然而，黑洞的旋转能量也会消耗殆尽。到时候，我们又到哪里去寻找能量的源泉呢？你可能会想到：我们能够指望的，只有黑洞的霍金辐射了。由于空间膨胀，宇宙微波背景辐射已经降低到非常接近于绝对零度了。这时，原本一毛不拔的黑洞反而成了暗夜里的火炬。未来的人类需要在黑洞周围修建戴森球，吸收所有霍金辐射的能量。&/p&&img src=&/v2-a884a2752efafeb7e617_b.png& data-rawwidth=&634& data-rawheight=&429& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&634& data-original=&/v2-a884a2752efafeb7e617_r.png&&&p&如果只考虑基本的生存需求，一个人大约需要消耗的功率是100瓦。我们先来看看这样一个小小的火炬能够养活多少人吧。黑洞霍金辐射的功率与黑洞的质量是成反比的，所以最小的黑洞反而会释放出最大的能量。自然产生的黑洞质量下限是3倍太阳质量，这样的黑洞通过霍金辐射输出的功率为10^-29瓦。&/p&&p&看到这个小得可怜的数字，你也许会大失所望。别说养活一个人，这点能量连养活一只病毒都不够。所以，人类必须丢掉继续以生物形态生存的幻想，选择把意识传输到电脑中，生活在虚拟世界。&/p&&p&那么，这个戴森球聚集能量的唯一目的就是运行这台超级电脑。这种特殊的巨型建筑被称为Matrioshka Brain(&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Matrioshka_brain& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Matrioshka brain&i class=&icon-external&&&/i&&/a&)。&/p&&img src=&/v2-2b75dea8c8cd32814e9afa_b.png& data-rawwidth=&909& data-rawheight=&387& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&909& data-original=&/v2-2b75dea8c8cd32814e9afa_r.png&&&p&不过，电脑消耗的能量也是不可忽略的。我们还是需要算一算，黑洞的能量能否驱动一个虚拟世界。假设这时候微波背景辐射的温度已经降到了10^-10K，那么根据兰道尔定律（&a href=&///?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Landauer%2527s_principle& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Landauer
principle&i class=&icon-external&&&/i&&/a&），设置一个二进制位的值需要消耗的能量是10^-33焦耳。这样，在一个最大功率黑洞的驱动下，我们可以每秒钟设置约10000个二进制位。&/p&&p&虽然速度不太可观，但是这个电脑多少可以做一些事情了。不过可能你还是不满意：这还是不足以运行虚拟世界啊。不要着急，在这个漫长的黑洞纪元，我们最不缺的就是时间。能量不够就让电脑跑慢点，反正虚拟世界中的人不会知道自己的世界正在以慢得不可救药的速度运行。我无法估计一个每秒设置多少二进制位才能完美地模拟一个人类的思维，姑且保守估计为10亿次吧。我们的超级电脑需要10万秒才能完成10亿次二进制位的设置。按照这个分析，我们让虚拟世界的时间比现实世界慢10万倍就行了。&/p&&p&现在，我们就在电脑中可以运行一个虚拟世界，里面只有一个孤零零的大脑，在专注地思考“我是谁”，“这是什么地方”，“我要干什么”之类深奥的哲学问题。&/p&&img src=&/v2-3d5c88b7eb7f37bd20839_b.png& data-rawwidth=&391& data-rawheight=&290& class=&content_image& width=&391&&&p&想必你肯定不愿意去扮演这个大脑。一个合格的虚拟世界至少需要上百万的人口和一个生活舒适的环境。这些条件无疑会把对能量的需求提高很多数量级。我们只好故技重施，再次减慢虚拟世界的时间。我估计减慢到真实时间流速的万亿分之一就应该绰绰有余了。&/p&&p&在霍金辐射的作用下，一个3倍太阳质量的黑洞的寿命是10^68年。这是一个漫长得可怕的时间。我们的宇宙从诞生到现在才1.38 x 10^10年。而恒星纪元（恒星照耀宇宙的时代）的长度也只有4 x 10^13年。所以，黑洞纪元中的虚拟文明，从外面看十分黑暗，无助，但是这丝毫不影响里面的虚拟人类过着丰富多彩没羞没臊的生活。而且它的长度却超过以前所有时间的10^54倍。即使我们把虚拟世界的时间流速放慢了一万亿倍，这也是一段无比漫长的岁月。&/p&&p&然而没有什么是永恒的，连黑洞也不例外。当黑洞走到它生命的尽头，就会在一片闪光中化为乌有，同时带走围着它取暖的虚拟人类世界。当人类赖以生存的每一个黑洞都烟消云散，这应该就是宇宙中最长寿的文明的末日了。&/p&
谢邀。天然产生的黑洞通常都是旋转的。它们旋转的能量可以通过彭罗斯过程（）之类的方法提取出来。如果人类文明或其他外星文明有幸生存到所有恒星都已经熄灭的黑洞纪元（），黑洞就是唯一的能…
&p&让我 &a class=&member_mention& href=&///people/d4f4fdcd4e& data-hash=&d4f4fdcd4e& data-hovercard=&p$b$d4f4fdcd4e&&@Flyingspace&/a& 首先来回答一下楼主提出的:黑洞不断吞噬周边物质的过程会终止吗？&/p&&br&&p&答案：&b&会 &/b&┑(￣Д ￣)┍&/p&&p&毕竟&u&物质的量是有限的，尽管时间会比较长&/u&。&/p&&br&&p&比如说前一段时间发现的引力波系统，它就是由双黑洞产生的，因为黑洞周围的气体已经被吸完了，几乎不留任何的气体，所以不会产生任何的电磁辐射。&/p&&br&&p&因此，&u&尽管黑洞的确是会吞噬周围的物质，但并不是会一直持续下去&/u&。&/p&&p&其次，&b&黑洞的大爆炸应该说从目前来看它本身并不会发生爆炸&/b&，当然也不排除什么意外了~~~&/p&&br&&p&&u&当黑洞在吞噬气体的时候，会逐渐增大&/u&，这是大质量黑洞逐渐增长起来的主要方式。&/p&&p&而对于黑洞爆发，从现在对于黑洞的理解，黑洞本身不会发生爆炸的。&/p&&br&&p&不过我们知道会有微弱的霍金辐射，但是它却是与质量成反比的，而且&u&只有比温度宇宙微波背景辐射的温度高时，才有可能产生辐射&/u&。简单估计一下，&b&差不多质量小于&/b&&b&1&/b&&b&万亿太阳质量的黑洞有可能产生霍金辐射&/b&。&/p&&br&&p&希望我们这个正经科研机构的回答能给你带来一点帮助！&/p&&p&回答者：中国科学院国家天文台 苟利军研究员
黑洞及其高能爆发现象研究小组 负责人&/p&
首先来回答一下楼主提出的:黑洞不断吞噬周边物质的过程会终止吗？ 答案：会 ┑(￣Д ￣)┍毕竟物质的量是有限的，尽管时间会比较长。 比如说前一段时间发现的引力波系统，它就是由双黑洞产生的，因为黑洞周围的气体已经被吸完了，几乎不…
先看看二维情况，设想一个柔软的平面（膜），有很多小珠子在上面滚来滚去，小珠子越重，平面被向下压的幅度就越大，周围的质量不如它的物体就越容易向它滚动过来。&br&&br&“假设这些质量比较小的珠子本身有一个方向的均速运动（真空没有阻力），它们会围着大质量的物体作圆周（椭圆）运动，这个运动形式由引力造成。”接下来是 &a data-hash=&17fc61a39049e& href=&///people/17fc61a39049e& class=&member_mention& data-hovercard=&p$b$17fc61a39049e&&@归辰&/a& 的补充解释，在没有引力的情况下，惯性会使这个珠子一直做匀速直线运动。引力改变了珠子的速度大小和方向，从而使珠子围着大质量物体做圆周运动。在极端情况下，如果珠子与物体的连线方向正好与珠子速度方向垂直，且引力刚好与在此距离此速率下保持匀速圆周运动所需的向心力相等，珠子才会做匀速圆周运动。&br&&br&他们的组成系统产生了星系。&br&&br&&img src=&/9e905eeba68fc24d273adc_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/9e905eeba68fc24d273adc_r.jpg&&&br&引力其实是这个平面（也就是空间）的扭曲程度的一种描述，它本身并不是一种力。&br&&br&那么假设有一个质量超大的物体（一个体积巨大的坍缩的星体），因为密度无限大，因此造成的引力集中于一点，超过了这个柔软平面的支撑力，把它无限向下压并且穿透了它（是不是真的穿透了没有人知道，因为没人到达过那里也不可观测，所以我只是假设），变成了一个破洞，这就是所谓的奇点。它的体积无限小，所以质量超大的情况下对空间的撕扯力又无限大，就像一根针在我们的空间上扎了一个洞，开启了向更高的维度前进的通道。&br&&br&这个洞造成了我们的空间所有靠近它的物质都不可避免的向它跌落，除非你速度足够大并且离开它足够远。由于光速有上限，所以我们可以很容易的算出来我们必须离它多远以什么角度运动才不会掉到这个洞里去。&br&&br&这个洞开启的时间越久，掉进去的东西就越多，由于每一个掉进去的东西都无限接近奇点，所以他们的体积都变得无限小，密度都变得无限大，会不会对这个柔软的平面施加更大的撕扯力而使黑洞的体积变大呢？很有可能。就像你没事老扯裤子上的破洞，它是会变大的。&br&&br&&img src=&/ad42fe8cb84cffdb3d21ab_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&230& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/ad42fe8cb84cffdb3d21ab_r.jpg&&&br&但既然跌落进去的物体都落到了另一个更高的纬度去，那么我们在我们这个纬度计算出来的黑洞质量和能量就不再是一个封闭系统的数值，那么质量和能量不守恒也成为必然。这个时候去计算密度或引力反正都是无穷大，是没有区别的，我们所有的物理学公式都废了。上面有一个回答说到盆子里破了个洞，里面的水都流走了，很形象。&br&&br&&img src=&/acdb6fcaeed5b918b2d77_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&330& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&/acdb6fcaeed5b918b2d77_r.jpg&&&br&由于我们的所有观察设备观测东西的形态，不论是光线还是电磁波，其返回速度都不可超越光速，而光速在我们的世界是有上限的，当有限速度的光线想从一个黑洞里射出来的时候，它做不到，因为所有的东西在落向奇点的时候，都是从有限体积向无限体积发生变化，所以这个过程中的空间被奇点无限的拉长了，以光线的速度，它就算能射出黑洞，也需要我们的这个空间的无限长的时间，所以我们在观测的时候什么都看不到。&br&&br&&img src=&/cbb64e4ef5da274a19bbbd1dfd54fc7e_b.jpg& data-rawwidth=&589& data-rawheight=&382& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&589& data-original=&/cbb64e4ef5da274a19bbbd1dfd54fc7e_r.jpg&&&br&所谓的视界，就是以观测设备能看到光线逃逸的黑洞最大范围的边界，当物体到达这一区域的时候，它开始不可避免的向奇点跌落，不再可能回头。由于它的跌落时间无限长，所以我们看到的其实是它在无限长的跌落过程中最开始的那个无限长的一段时间给我们发回来的影像（无限长的一部分也是无限长）。实际的情况，它要么因为空间扭曲幅度太大而被无限拉长变形，要么就以自己能运动的最大速度一头向着奇点飞过去了（具体是多少不可考，据说黑洞内的物体运动是可以超光速的，那么假设是无限速度，对于它本身而言，也许就是一瞬间它就到达了奇点）。&br&&br&下面我们回到三维世界，二维世界的黑洞看起来是个黑洞，那么三维世界的黑洞其实是个黑球。为了让大家有直观的印象我把图像简化了。&br&&br&&img src=&/df89f98af3ea063f010995c_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&289& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/df89f98af3ea063f010995c_r.jpg&&&br&黑洞或者其它星系离我们如此遥远，以至于我们能看到的东西，其实可能是亿万年以前已经在发生的东西。当光速有上限的情况下，时间这个维度不取决于我们能观测到的东西的情况。&br&&br&所以黑洞其实就是我们这个维度空间的破洞，它会不断的“吞噬”我们这个空间的物质到达另一个维度的坐标系，这不是它自己想干的，而是自然而然的发生的。&br&&br&&img src=&/f32c33b876fd2de14e7e_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/f32c33b876fd2de14e7e_r.jpg&&&br&我们的宇宙会不断的因此流失能量，所有的恒星终将熄灭，整个宇宙的最后是一片死寂，象一张千疮百孔的破网，到处都是黑洞，黑洞的密度足够大时，宇宙这张膜发生坍塌而崩溃，无数个质量无限大的奇点撞击到一起，向另一个维度喷射所有他们吸入的物质。&br&&br&&img src=&/cedfe8d37519a4f_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&427& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/cedfe8d37519a4f_r.jpg&&&br&在另一个宇宙，人们观测到亿万年前有一个奇点开始向周围喷射宇宙物质形成了他们的宇宙，他们为了纪念这一天，史称宇宙大爆炸。&br&&br&&img src=&/ee9c214e9791e50efe584ddba6d43a99_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&462& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/ee9c214e9791e50efe584ddba6d43a99_r.jpg&&&br&补充一句，并不是一个世界新生，另一个消亡，而是无数个平行宇宙不断的新生或者消亡。他们通过更高维度来互相传递能量和信息。如霍金所说，就像一个开水壶里的无数个水泡。&br&&br&以上大部分是我开的脑洞，部分来自于一些科学假设。谢谢大牛们指正我的错误。&br&&br&参考阅读：&br&&a href=&///?target=http%3A//www.phil./personal/wugsh/sources/time/sjjs.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&《时间简史》&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&a href=&///?target=http%3A///link%3Furl%3DJ_IeiDWle6Plqfq8aJ81QLHxyxgC_LBggkQ4WmdDZpEJUumXjtBEikkW7d9ckLDbqpw6xOU5l-8aq5Ddw2TipK%232& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&膜的新世界_百度百科&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///qnews/detail/429/c67fc.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&霍金新理论：人类可逃出黑洞 进入另外一个宇宙&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&/question/& class=&internal&&怎么用很简单的语言解释弦理论？ - 物理学&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A///link%3Furl%3Dvvl0y-EucgcUKO5bPUSWvX3hCAurc8us9IQx1gEVL0qo4OKxCNoFzm4h8RVYY47CjNj01IJNKoX2R02kA9IGJK& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&热寂_百度百科&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
先看看二维情况，设想一个柔软的平面（膜），有很多小珠子在上面滚来滚去，小珠子越重，平面被向下压的幅度就越大，周围的质量不如它的物体就越容易向它滚动过来。 “假设这些质量比较小的珠子本身有一个方向的均速运动（真空没有阻力），它们会围着大质量…
&p&光阴似箭，日月如梭，一转眼老鼠掉进黑洞已经一年了。&/p&&p&一天，猫又来到了黑洞旁边。它知道，在它的时间线上，老鼠还没有真正掉进黑洞视界（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&Mandelbrot：黑洞真的是吞噬了物体吗？&/a&）。它还在想，老鼠到底会安然无恙地穿过黑洞视界，还是会在视界化为灰烬（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&Mandelbrot：如何理解「我们的宇宙有可能是遥远宇宙的全息投影」？&/a&）。这时，猫意外地发现，上次遇到的那位老者也在太空中负手而立，眺望那个有去无回的深渊。&/p&&img src=&/v2-c8abf71a1fbdc7a003b96250f4eca55a_b.png& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&388& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/v2-c8abf71a1fbdc7a003b96250f4eca55a_r.png&&&p&猫上前搭讪：“老先生，上次你说黑洞视界表面充斥着很高的能量，是真实的吗？”&/p&&p&老者认出了猫，回答说：“那有什么理论是绝对真实的？我们只是在用各种理论尽量接近真实。对于黑洞来说，这些理论要说接近真实都比较勉强。任重而道远啊。”&/p&&p&看见猫在发呆，老者又说：“不过这里面还有很多细节。如果你有兴趣的话，我们可以慢慢谈。” 猫连忙点点头。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&1. 广义相对论&/b&&/p&&p&“你该知道黑洞理论起源于广义相对论吧？”老者问道。&/p&&p&“知道一点。大概就是说，物质被压缩到那个史瓦西半径以内。它的巨大引力造成附近时空的极度扭曲，结果，连光都跑不出来。”猫绞尽脑汁，结结巴巴的挤出几句话。&/p&&p&“差不多是这么回事。那么老鼠掉进黑洞的过程实际上是一个自由落体的过程。它不会感觉到黑洞引力对它有任何影响。即使在它穿过视界的时候，也不会发生什么戏剧性的事件。我们把这个假设叫做No Drama。”老者用尽量简单的语言开始讲述。&/p&&p&听到熟悉的内容，猫激动地直点头：“对对，这个我知道。”&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&2. 霍金辐射&/b&&/p&&p&看见猫居然听得懂，老者谈兴大发，兴致勃勃的接着说：“后来，霍金，就是你上次遇到那个老头，用量子力学的原理来研究黑洞，意外地发现，原先我们以为一毛不拔的黑洞其实会通过蒸发损失质量。我们把这个理论叫做&b&霍金辐射&/b&。”&/p&&p&老者掏出一块小黑板，开始画图。&/p&&img src=&/v2-f3c77c738cacbbd5c548_b.png& data-rawwidth=&387& data-rawheight=&419& class=&content_image& width=&387&&&p&“真空中总是在不停地产生正负粒子对，然后它们又很快互相湮灭，回归真空。这本来无伤大雅，但是如果它发生在黑洞视界附近，问题就出现了。”&/p&&p&猫被勾起了好奇心：“什么问题？”&/p&&p&“黑洞强大的引力能够撕裂这个这个粒子对。结果，一个带着正能量的粒子挣脱了引力，逃离了黑洞。而另一个带着负能量的粒子却掉进了黑洞。这样，黑洞不断吸收负能量粒子，质量不断减小。质量小到一定程度的时候，它就会在一场爆炸中烟消云散。”老者尽力选择最简单的语言解释了霍金辐射和黑洞蒸发理论。&/p&&p&猫觉得学到了新知识。它兴奋的说：“这么说，黑洞也不是永恒的了？天文学家观察到黑洞的末日了吗？”&/p&&p&老者笑了笑说：“黑洞的寿命很长，长到几乎失去了意义（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&Mandelbrot：宇宙中有哪些细思极恐之事？&/a&）。等所有的恒星都熄灭，我们也等不到黑洞爆炸。”&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&3. 量子纠缠&/b&&/p&&p&“不过，还是回到正题上来吧。” 老者接着说：“你看，这两个粒子来自同一个粒子对。它们有相反的状态，比如动量、自旋什么的。但是，如果你没有观察它们，它们的状态是不确定的。比如，任何一个粒子都同时具有向上和向下的自旋方向。也就是说，它们处于一种叠加态。”&/p&&p&看着猫迷惑的目光，老者决定再解释两句：“如果你观察其中一个粒子，它会马上从两种状态中&b&选择&/b&一个。比如，你会发现它的自旋方向是向上或者向下的。”&/p&&p&听到这里，猫突然想起了什么，愤愤不平地说：“叠加态这个词儿我听说过。一个叫薛定谔的家伙为了验证这个理论，弄得我一个兄弟至今生死不知。”&/p&&img src=&/v2-56b2c1772adcb074e6bb_b.png& data-rawwidth=&506& data-rawheight=&262& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&506& data-original=&/v2-56b2c1772adcb074e6bb_r.png&&&p&老者并不打算回顾历史问题：“让人惊奇的事情还在后面呢？由于两个粒子具有相反的状态，所以这时候你也就知道了另一个粒子的状态。看起来好像这个粒子在被观察的瞬间，把自己的选择告诉了它的同伴。即使它们相隔千山万水，信息也能瞬间到达。我们把这种奇特的现象叫做量子纠缠。”&/p&&p&猫大吃一惊，说：“怎么可能？难道这种信息传送的速度超过了光速？这不符合相对论吧？”&/p&&p&“看起来是这样。不过量子纠缠的原理目前没有人知道。” 老者想了想，底气不太足地说：“也许相互纠缠的的粒子之间有一条微型虫洞，可以在瞬间传递信息。”&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&4. 黑洞火墙&/b&&/p&&p&猫没有兴趣深究这种玄之又玄的问题，它问道：“好吧，可这给黑洞理论带来什么问题呢？”&/p&&p&老者抖擞精神，在黑板上画了另外一个例子。&/p&&img src=&/v2-a4ad8b813c3fff65dfc2a_b.png& data-rawwidth=&475& data-rawheight=&576& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&475& data-original=&/v2-a4ad8b813c3fff65dfc2a_r.png&&&p&“比如，米奇和米妮是诞生于黑洞视界的一个正负粒子对；而唐纳和黛西是诞生于视界的另一个粒子对。它们都是相互纠缠的。”猫点点头，表示理解。&/p&&p&“在离开黑洞之后，米奇不可避免地会和其他逃离黑洞的粒子发生纠缠，比如，上图中的黛西。问题就出来了：量子纠缠是一种一对一的关系。米奇不可能同时和两个粒子发生纠缠。在和黛西发展超友谊关系以前，它必须和米妮分手。”&/p&&p&猫若有所思的说：“这么说，量子纠缠就像那种传统的恋爱关系，容不下第三者。”&/p&&p&老者促狭的一笑：“是啊。我发现最近你和邻居家的大白猫打得火热。你敢不敢同时去勾搭一下街对面的波斯猫？”&/p&&img src=&/v2-a779e73bae529d6936ef56bff1419189_b.png& data-rawwidth=&569& data-rawheight=&474& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&569& data-original=&/v2-a779e73bae529d6936ef56bff1419189_r.png&&&p&想想大白猫揪住自己的尾巴在地上乱砸的恐怖情景，猫连忙大摇其头。为了转换话题，猫问道：“分手就分手呗，这对粒子来说不是什么问题吧？”&/p&&p&“问题大了。量子纠缠需要很高的能量才能打破的。这就意味，黑洞视界表面实际上充斥强大的能量，大到足以打破量子纠缠，让米奇肆无忌惮地去寻找新的伴侣。”&/p&&p&猫想了想，问道：“这么说，黑洞视界实际上是一道高能量的火墙了？”&/p&&p&老者点点头：“我们确实把它叫做黑洞火墙。”&/p&&p&猫总觉得这个理论有问题。想了半天，它问道：“天下没有 免费的午餐。这个庞大的火墙需要的能量一定不少吧？这些能量从哪里来？”&/p&&p&“这是个好问题。”老者赞许地说，“你可以这样理解，能量来自黑洞蒸发损失的质量。”&/p&&p&老者又在黑板上画了一张图。&/p&&img src=&/v2-b540b72b05cac7b11dbd6_b.png& data-rawwidth=&524& data-rawheight=&494& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&524& data-original=&/v2-b540b72b05cac7b11dbd6_r.png&&&p&“从我们的角度来看，通过霍金辐射逃出黑洞的粒子，能量非常低。这也是黑洞长寿的秘诀。但是不要忘了，这些粒子都是从黑洞强大的引力场中爬出来的。引力场对粒子的能量也有红移效果（&a href=&/question//answer/& class=&internal&&Mandelbrot：黑洞真的是吞噬了物体吗？&/a&），所以，从黑洞外观察到的粒子和它刚诞生时并不一样。”&/p&&p&猫好奇的问：“那么粒子刚诞生的时候是什么样子呢？”&/p&&p&老者回答道：“要回答这个问题，我们只需要让时钟倒转，让时间回到粒子刚诞生的时刻。”&/p&&p&猫插嘴说：“这个方法是不是和我们研究宇宙大爆炸的方法一样？”&/p&&p&老者心想：“这个傻猫知道的事情还真不少。”&/p&&p&他点点头，说：“不错。如果让时钟倒转，我们会看到粒子向黑洞视界坠落，它的能量越来越高。不难看出，粒子从黑洞视界产生的时候，它携带了很高的能量。这应该就是黑洞火墙能量的来源了。”&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&5. 问题&/b&&/p&&p&擦掉黑板上的图，老者问道：“我讲了这么多，你看出其中的问题了吗？”&/p&&p&猫想了半天，结结巴巴地说：“看起来好像广义相对论和量子力学有冲突。”&/p&&p&老者微笑着说：“不错，这就是问题的关键。广义相对论认为黑洞视界和别的空间位置并没有什么区别，它只是一个逃逸速度恰好等于光速的表面，所以老鼠可以毫发无伤的掉进去。而量子力学认为黑洞视界有一个高能量的火墙，它会把老鼠烧成灰烬。”&/p&&p&猫觉得世界观收到了冲击——原来万能的科学也有不能解决的问题。它张大嘴，发了半天呆，最后傻乎乎的问：“那怎么办？”&/p&&p&老者并不在乎：“没什么大不了的。也许我们需要放弃其中一个了理论了，或者我们需要放弃两个，而去寻找一种新的理论来完美地解释黑洞。这不就是我们的工作吗？不过，目前能够调和这个矛盾的理论还没有出现。”&/p&&p&老者沉思了片刻，说：“我有时候在想，也许广义相对论和量子力学都是对的。它们从不同的角度描述了同一个现象。猫安然无恙的穿越黑洞和猫被火墙化为灰烬都是真实的。”&/p&&p&猫撇撇嘴，想：“这些物理学家还真是敢想。这不是胡说八道吗？”&/p&&p&思来想去，它觉得还是在无法接受这个想法，于是状着胆子表示反对：“这，这好像有点自相矛盾吧？”&/p&&p&老者摇摇头，满不在乎地说：“无妨。只要老鼠不能回到我们身边，和我们交流它在黑洞里面的经历，不就没有矛盾了？”&/p&&p&猫突然发现自己竟然无言以对，不过它转念一想，这种观点好像也有可取之处——也许和大白猫谈恋爱与勾搭波斯猫都是自己的叠加态呢？想到这里，它就哼着小曲，喜滋滋的回家去了。&/p&
光阴似箭，日月如梭，一转眼老鼠掉进黑洞已经一年了。一天，猫又来到了黑洞旁边。它知道，在它的时间线上，老鼠还没有真正掉进黑洞视界（）。它还在想，老鼠到底会安然无恙地穿过黑洞视界，还是会在视界化为灰烬（
&p&就我所知的地质学知识而言，这种星球可能不太合理。&br&因为这种环境下，常见的岩石都会被破碎，剥蚀，和水混合，像泥浆一样四处翻涌……&br&因为长期处于浪基面以上的剥蚀环境中，海底表层应该是松软的沉积物，巨浪袭来应该会裹挟大量砂质，而浑浊不堪，而不是电影里那种清澈海水。&/p&&p&&br&&/p&&p&==========================================================&/p&&p&所有说&人类的科技与认知有限，任何颠覆理论的存在都是有可能&的人，我赞同你的观点，但是不赞同这种思维方式。&/p&&p&因为这种想法，直接放弃了思辨，让这个探究可能性的问题变得毫无价值。&/p&&p&我认为这种惰性思维，就好像放弃、忽视甚至反对科学，将一切归于神秘、未知与神灵的信徒一样，虽然无法反驳，但没有任何建设性意义。&/p&
就我所知的地质学知识而言，这种星球可能不太合理。 因为这种环境下，常见的岩石都会被破碎，剥蚀，和水混合，像泥浆一样四处翻涌…… 因为长期处于浪基面以上的剥蚀环境中，海底表层应该是松软的沉积物，巨浪袭来应该会裹挟大量砂质，而浑浊不堪，而不是电…
突然收到好多赞，决定好好更新下。&br&让我们先玩个头脑实验，一个物体可以储存的信息和物体的体积相关还是和面积相关？正常人的答案当然是和体积相关，因为信息储存在物体（例如内存条）的内部而不是表面。接下来我们不断的把存满苍老师爱情动作片的内存条堆在一起，他们容纳的总信息量随着体积的增加而上升。但是！ 内存条不可能无限堆下去，当质量到达一定程度时，它会收缩成黑洞（感叹下物理学家的脑洞！）。那么此时这些内存条储存的动作片会消失吗，放心，答案是不会，根据热力学第二定律，信息/熵不会凭空消失，他会通过量子扰动把信息“存储”在黑洞的视界上（包裹着黑洞的视界球面，越过此界后，光不能逃逸）。当我们再往黑洞中丢入内存条的话，黑洞会吸收质量，同时视界面积也会增加（需要更大的面积储存新吸收的信息）。因此结论是，物体所能储存的最大信息，和面积而不是体积相关，这个最大信息容量，就是物体塌陷成黑洞后的视界面积，除以普朗克空间（根据不确定性原理，构成时空的最小单元）。所以，我们这个世界，到底是真实的四维时空，还只是编码在低维膜上的全息投影，还真不好说。至少，在高维度不能相容的量子力学和广义相对论，在低维膜上能完美的自洽。&br&暂时先更到这儿。&br&&br&&br&---------------------------------------------------&br&2013的一篇nature就提出，我们的三维空间宇宙可能只是四维黑洞的视界膜，膜的生长被三维宇宙内的生物当成了宇宙的膨胀。&br&12月还另有一篇nature文章指出一种假设，如果黑洞吸收的三维信息和熵能保留在二维视界上，那么低维的全息膜和高维世界完全等价。我们这个宇宙可能根本上是包裹着的全息膜的投影。现有的实验证据也暗示了这个理论的正确性&br&&br&&a href=&///?target=http%3A///news/simulations-back-up-theory-that-universe-is-a-hologram-1.14328& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/news/simulat&/span&&span class=&invisible&&ions-back-up-theory-that-universe-is-a-hologram-1.14328&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&---------------------------------------------&br&上文的实验证据如下：最近检测引力波的几个小组发现宇宙中存在着背景引力波噪音，这个值的大小和全息膜理论预测的一致，比四维时空的要大。因为时空的最小“像素”是普朗克时空，低维膜上的“像素”，投影在高维时空，会变大。科学家们观测到我们宇宙的“像素”，比真实四维时空的“像素”要大得多。所以我们更有可能生活在“膜”上，而不是真实的四维时空中。
突然收到好多赞，决定好好更新下。 让我们先玩个头脑实验，一个物体可以储存的信息和物体的体积相关还是和面积相关？正常人的答案当然是和体积相关，因为信息储存在物体（例如内存条）的内部而不是表面。接下来我们不断的把存满苍老师爱情动作片的内存条堆…
请参考我对这个问题的回答：&a href=&/question//answer/& class=&internal&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&/question/1958&/span&&span class=&invisible&&9015/answer/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&br&&br&从你的角度，你会很顺利的进入黑洞，感觉不到什么异常。除了感觉你的头和脚之间被越来越强的潮汐力（引力差）撕扯。&br&&br&但是永远不要指望有人能把你拉出去。&br&&br&因为就在你穿越黑洞视界进入黑洞的那一刻，你相对于黑洞外的世界就已经成了&b&永恒&/b&。你已经超越了所有的时间。不要问你在黑洞里的这一刻，外面的兄弟在干什么。因为&b&你已是他无尽的未来&/b&。&br&&br&在黑洞外那个准备拉你的兄弟看来，你在落向黑洞，可是越来越慢，越来越慢……黑洞外的兄弟等到地老天荒，也只能看到你凝固在黑洞的边缘，化为&b&永恒&/b&。他永远也看不到你掉进黑洞。因为&b&你将是他无尽的未来&/b&。
请参考我对这个问题的回答： 从你的角度，你会很顺利的进入黑洞，感觉不到什么异常。除了感觉你的头和脚之间被越来越强的潮汐力（引力差）撕扯。 但是永远不要指望有人能把你拉出去。 因为就在你穿越黑洞视界进入黑洞的那一刻，你相对…
&p&不可能存在。因为在几百上千米的尺度上，泥土乃至岩石这样的固体，和水的表现并没有什么不同。&/p&&p&我们平时说固体、液体有区别，主要是固体有内聚力，能够抵抗拉扯和剪切，抗拉能力保证固体不散开，抗剪能力保证固体各层之间不滑动，上层不“流”下来。这个内聚力在我们日常生活的尺度非常有效，明显区分了固体和液体——楼房和悬崖可以几百米不倒，液体再粘稠也必须用容器装起来，否则再小的开口也会漏光。&/p&&p&但在大尺度和长时间段来看，固体的这点内聚力微不足道。&/p&&p&比如说，钢材如果长到几百米，整体受力特性就会接近于橡皮筋，深井钻机的钻杆往往要在地下扭转很多圈，经过几个弯道才到达含油层。而如果一块实心钢铁高达几十公里，底层的钢铁就会达到屈服强度，像波浪一样“涌动”，把方正的铁块变成瘫软的沥青状。&/p&&img src=&/v2-36d94b939f4b8bd24a91bd_b.jpg& data-rawwidth=&1051& data-rawheight=&551& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1051& data-original=&/v2-36d94b939f4b8bd24a91bd_r.jpg&&&p&又比如在我们日常的观感中，冰川是绝对的固体。但在经年累月的压力下，冰川像河流一样流动，“冲走”石块，剥蚀土地，乃至产生周期为几个月的“波浪”。&/p&&img src=&/v2-e93acb80b6c10a934daa411_b.jpg& data-rawwidth=&1280& data-rawheight=&857& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1280& data-original=&/v2-e93acb80b6c10a934daa411_r.jpg&&&p&这说明，如果星球之间的潮汐力能够在几百上千米的尺度上制造波浪，而且每转一圈就要用超级巨浪洗一次地，星球表面必定不存在坚实的土地，泥沙和岩石也会和潮水一样掀起滔天波浪，而不是像电影表示的那样，白浪滔天，下面却是稳定的地面。毕竟在我们这个星球上，泥石流也经常把十几米的巨石在波浪中掀动。&/p&&img src=&/v2-a2df714c09b480e6f4c47ec90de76564_b.jpg& data-rawwidth=&980& data-rawheight=&721& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&980& data-original=&/v2-a2df714c09b480e6f4c47ec90de76564_r.jpg&&&p&（深圳泥石流图片，人类自己都能轻易制造固体的流动和波浪）&/p&&p&最后，就像其他网友指出的那样，这么大的潮汐说明星球已经接近主星的“洛希极限”，即星体不同部分受到的引力不一样，已经能抵消自身引力提供的凝聚力。星球早晚不是粉碎，就是被迅速锁定，只有一面对着主星。但仅讨论可能性的话，不排除在宇航员在星球还在转动的时候登陆，只是他看到的滔天巨浪必然不是清澈的海水，而是漆黑狂暴的泥石流。（当然砸在头上没区别）&/p&&img src=&/v2-f742eafa9bb61fc3552a63_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&250& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/v2-f742eafa9bb61fc3552a63_r.jpg&&&p&潮汐示意图，地球上的潮汐力不大，所以只有液体加入潮汐波浪。&/p&&img src=&/v2-aace29f5c6_b.jpg& data-rawwidth=&685& data-rawheight=&607& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&685& data-original=&/v2-aace29f5c6_r.jpg&&&p&相关回答：&/p&&p&&a href=&/question//answer/& class=&internal&&深圳重大山体滑坡事件发生的原因是什么？&/a&&/p&&p&&a href=&/question//answer/& class=&internal&&一个行星要在什么情况下内核会停止，怎样才能再次活动起来？ &/a&&/p&&p&&a href=&/question//answer/& class=&internal&&火星和月球哪个更适合成为人类第一个外星永久殖民地？&/a&&/p&
不可能存在。因为在几百上千米的尺度上，泥土乃至岩石这样的固体，和水的表现并没有什么不同。我们平时说固体、液体有区别，主要是固体有内聚力，能够抵抗拉扯和剪切，抗拉能力保证固体不散开，抗剪能力保证固体各层之间不滑动，上层不“流”下来。这个内聚…
&p&2017年，一架地球大小的望远镜将有史以来第一次尝试给一个黑洞拍