深度長文：解讀黑洞的本質(zhì)，黑洞或隱藏著宇宙的終極奧秘！

愛因斯坦的廣義相對論早就預(yù)測出了黑洞這種詭異天體的存在，不過長期以來，天文學(xué)家們在現(xiàn)實(shí)中并沒有觀測到黑洞。

到了2019年，經(jīng)過數(shù)年不斷觀測，天文學(xué)家們終于拍攝到了人類歷史上首張黑洞的照片，一張看起來如此簡單的照片，凝聚了天文學(xué)家們的心血，同時也再次印證了廣義相對論的正確性。

不過，照片中的黑洞其實(shí)距離地球非常遙遠(yuǎn)，遠(yuǎn)在5000萬光年之外，而最近的黑洞距離地球也有上千光年。如此遙遠(yuǎn)的距離，人類很難近距離觀察黑洞直接探測黑洞。更多的時候，天文學(xué)家們只能在現(xiàn)有理論的基礎(chǔ)上，間接探測黑洞，通過黑洞與周圍天體的相互作用獲取更多信息。

天文學(xué)家們早就知道，黑洞憑借強(qiáng)大的引力能吞噬一切靠近的物體，不過這都不算啥，天文學(xué)家們甚至發(fā)現(xiàn)了一個更恐怖的事實(shí)：黑洞甚至?xí)h除我們的宇宙！

我們需要從頭開始說起。

目前我們所講的黑洞，基本上都是指“恒星”黑洞，也就是說，大質(zhì)量恒星死亡之后產(chǎn)生的黑洞。

黑洞之所以如此特殊，就在于奇點(diǎn)和事件視界。

所謂奇點(diǎn)，其實(shí)就是黑洞本身。黑洞強(qiáng)大的引力把所有物質(zhì)都壓縮到一個無限小的點(diǎn)，這個點(diǎn)沒有體積，也就是所謂的奇點(diǎn)。也就是說，理論上講，黑洞就是奇點(diǎn)，所以黑洞是沒有大小的。

而我們通常所講的黑洞大小，其實(shí)指的是黑洞“事件視界”的大小。每個黑洞都擁有自己的事件視界，這個事件視界有大有小，與黑洞的質(zhì)量有關(guān)。具體來講就是以史瓦西半徑為半徑，以奇點(diǎn)為圓心組成的球體，球體的邊界就是事件視界。

從命名就能夠看出，事件視界是“事件”的分界線，一旦越過事件視界，事件本身就不存在了，同時時間和空間也不存在了，相當(dāng)于那完全就是另外一個世界。

理論上講，如果一個物體能以光速飛行，在事件視界恰好可以不被黑洞吞噬，但也不能逃離黑洞。通俗理解就是，黑洞的逃逸速度超過光速，而現(xiàn)實(shí)中超光速是不被允許的，所以任何物體一旦越過事件視界，就難逃被吞噬的噩運(yùn)！

不要說光線了，任何信息也都不可能從事件視界內(nèi)部逃出來。也就是說，理論上講，無論如何我們都不可能獲取黑洞內(nèi)部的信息。

不過，黑洞邊緣會隨機(jī)上演“霍金輻射”，黑洞也正是通過“霍金輻射”緩慢蒸發(fā)的，在極其漫長的時間過后，看似永恒的黑洞也會蒸發(fā)完畢。

什么是霍金輻射呢？

簡單講，在黑洞附近的真空環(huán)境，會隨機(jī)上演量子漲落，衍生出虛粒子對，通常情況下，這些虛粒子對會瞬間湮滅。但也會偶爾出現(xiàn)這種情況：某個虛粒子隨機(jī)掉進(jìn)了黑洞里，另一個虛粒子由于找不到“另一半”了，就會以實(shí)體粒子的形式逃逸到太空。這個過程就相當(dāng)于黑洞蒸發(fā)了。

不過，霍金輻射的過程是相當(dāng)緩慢的，最大的黑洞需要大約10的1000次方年才能蒸發(fā)完畢。

但無論如何，時間會“消滅”一切，包括黑洞。

其實(shí)，黑洞通過霍金輻射的方式蒸發(fā)，并沒有什么反常的。但問題就在于，等到黑洞蒸發(fā)完畢之后，那些被黑洞吞噬的物質(zhì)信息也就不存在了。但是物理定律表明，信息不會無緣無故消失，信息是比物質(zhì)本身更基本的存在。

舉個例子，同樣是碳原子，但如果碳原子的組合方式不同，就會得到完全不同的物質(zhì)，可能是煤炭，但也可能是稀有的鉆石。而煤炭與鉆石的本質(zhì)不同就是信息。

還有，如果不斷往鉆石里添加其他元素，你有可能得到一個蘋果，甚至得到一個人也不稀奇。

那么，等到黑洞消失之后，那些被黑洞吞噬的信息是不是也消失了呢？這其實(shí)就是黑洞信息 悖論。在科學(xué)家們眼里，物質(zhì)可以消失，但信息絕不會消失。

科學(xué)家是如何解釋黑洞信息悖論的呢？有幾種猜想。

第一，信息當(dāng)然不會消失，只是有可能以某種不為人知的方式隱藏起來了。隱藏在哪里呢？有可能是另一個宇宙里。科學(xué)家們認(rèn)為，黑洞的另一端可能連接著其他宇宙，被黑洞吞噬的物體信息并沒有真的消失，而是在另一個宇宙里，只是我們的宇宙很難直接與其他宇宙互動。

打個比方，這就像你的硬盤里有很多資料，包括各種你喜歡看的電影和電視劇。但一不小心硬盤壞掉了，無論如何都無法讀取，你的硬盤就會徹底淪為一塊廢鐵。但其實(shí)硬盤里的影視資料仍舊存在，也就是信息仍舊會存在，只是你無法讀取那些信息罷了。

第二，信息并沒有消失，也沒有進(jìn)入另一個宇宙，而是以某種我們還不知道的方式儲存在黑洞的某個地方。因?yàn)槿祟惸壳耙阎乃形锢矶稍诤诙疵媲岸际Я耍馕吨茖W(xué)家們對黑洞的了解其實(shí)是非常有限的，黑洞儲存信息的方式很可能超乎我們想象。

第三，或許信息真的消失了，而且永遠(yuǎn)消失了。這種觀點(diǎn)看起來太不可思議了，畢竟它違反了大自然法則。但問題就在于，我們信以為真的大自然法則真的是不可動搖的嗎？或許人類只了解了大自然法則的皮毛，更高級的物理定律可能完全顛覆我們的宇宙觀。

但無論如何，人類很難接受如今的大自然法則被顛覆，因此大多數(shù)科學(xué)家依舊堅(jiān)信被黑洞吞噬的信息，大概率以某種方式隱藏了起來，隱藏在哪里呢？

事件視界！

而這種觀點(diǎn)其實(shí)也被稱為“全息理論”，認(rèn)為黑洞吞噬的物體信息永久地保留在了事件視界上，而黑洞通過霍金輻射會把這些信息都帶走。

往深了講，關(guān)于黑洞的“全息理論”其實(shí)就是“全息投影”的延伸。

何為全息投影？簡單講就是，在二維平面上制造出三維的假象。現(xiàn)實(shí)中這種現(xiàn)象很常見，比如說我們經(jīng)常用到的信用卡上，就有“全息投影”原理，上面的圖像本身確實(shí)是二維的，但看起來并不是二維，而是三維的。

而黑洞的事件視界其實(shí)也是二維的，科學(xué)家們懷疑，黑洞很可能把所有的信息都儲存在了時間世界，給我們一個三維的假象。

如果深入探索這個問題，會得到一個讓人抓狂的事實(shí)。假設(shè)人類生活在黑洞里面，我們感受到的三維世界，在黑洞外面來看，我們感受到的三維其實(shí)只是事件視界的二維投影罷了。

也就是說，對于生活在黑洞里面的人類來講，我們當(dāng)然不可能意識到自己只是二維的編碼。

是不是覺得有些瘋狂？難道人類生活的世界真的是二維虛擬投影？

當(dāng)然，以上的觀點(diǎn)也只是科學(xué)家們的大膽猜想，所以我們也不必過分擔(dān)心，但無論如何，確實(shí)有那么一種可能性。

其實(shí)，涉及到黑洞的任何言論目前都要靠猜想，畢竟人類對黑洞的了解認(rèn)知還非常有限，即便未來某天人類能近距離靠近黑洞，也很難直接獲取黑洞內(nèi)部的信息，除非我們?nèi)缃褚阎拇笞匀环▌t被徹底顛覆，有一套更高級的物理定理完美詮釋黑洞。

這也是科學(xué)家們?nèi)绱藞?zhí)著地探索黑洞的主要原因，因?yàn)槿祟愊嘈藕诙匆欢[藏著更深刻的大自然法則，甚至?xí)峭ㄏ蛴钪娼K極奧秘的一把鑰匙！