史上首次：科學(xué)家用AI模擬黑洞，發(fā)現(xiàn)它通往另一個(gè)宇宙？

NASA 的超級(jí)電腦「Discover」，不久前生成了一種“類(lèi)黑洞”，可以模擬事件視界或量子現(xiàn)象中某些特定效應(yīng)，AI通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)，模擬了在極端重力環(huán)境下，物質(zhì)、空間甚至?xí)r間會(huì)出現(xiàn)什么樣的變化，然而結(jié)果出乎所有人的意料：黑洞不是終點(diǎn)，而是另一個(gè)時(shí)空的起點(diǎn)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我們習(xí)以為常的空間幾何在這里不再適用，觀測(cè)到的 “現(xiàn)實(shí)” 會(huì)跟我們的直覺(jué)差得非常遠(yuǎn)，在那些時(shí)空曲率極端巨大的區(qū)域，空間不再是我們熟悉的幾何形狀，而像是一種新空間即將誕生的雛形。

也許黑洞不只是物質(zhì)坍縮的終點(diǎn)，它也可能是時(shí)空產(chǎn)生新階段的過(guò)程，甚至在極端情況下，還可能孕育出一個(gè)全新的宇宙。

在人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的歷史上，黑洞無(wú)疑是最神秘的天體，在它周?chē)幸粋€(gè)被稱(chēng)為“事件視界”的無(wú)形邊界，一旦跨過(guò)這條線，哪怕是宇宙中跑得最快的光，也永遠(yuǎn)無(wú)法回頭，但對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，黑洞是宇宙大爆炸的逆反過(guò)程，是破解宇宙起源與運(yùn)行規(guī)律的終極鑰匙。

我們目前的世界，是由兩套互不兼容的理論統(tǒng)治的：愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論管宏觀，也就是引力、星系，而量子力學(xué)管微觀，也就是亞原子粒子，這兩套理論平時(shí)井水不犯河水，但在黑洞的中心，巨大無(wú)比的質(zhì)量和極其微小的空間被迫結(jié)合在一起。

要想搞懂黑洞，物理學(xué)家就必須把這兩套理論融合，找到傳說(shuō)中的“量子引力理論”。誰(shuí)能解開(kāi)黑洞的秘密，誰(shuí)就能真正明白我們的宇宙最初是怎么來(lái)的，最終又會(huì)走向何方。

道理都懂，但現(xiàn)實(shí)極其骨感：人類(lèi)根本無(wú)法直接觀測(cè)黑洞的內(nèi)部。

這不僅僅是因?yàn)楹诙措x我們太遠(yuǎn)，而是被宇宙的物理法則鎖死了，因?yàn)楣獬霾粊?lái)，任何探測(cè)器掉進(jìn)去也發(fā)不出信號(hào)，黑洞內(nèi)部對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)絕對(duì)的黑箱。我們拍到的所謂“黑洞照片”，其實(shí)拍的是黑洞外面那一圈發(fā)光的氣體吸積盤(pán)，而不是黑洞本身。

既然進(jìn)不去、看不見(jiàn)，這物理學(xué)還怎么搞？

科學(xué)家們想出了一個(gè)絕妙的“代餐”方案：在地球的實(shí)驗(yàn)室里制造“類(lèi)黑洞”，并在超級(jí)計(jì)算機(jī)里模擬它。

為了盡可能無(wú)限逼近真實(shí)的黑洞，NASA的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)動(dòng)用了世界頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，進(jìn)行了一場(chǎng)震撼人心的模擬實(shí)驗(yàn)，他們將愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論方程一行行輸入到超級(jí)電腦中，嚴(yán)格按照物理學(xué)定律，模擬了幾百萬(wàn)條光線在黑洞周?chē)膫鞑ボ壽E，這就相當(dāng)于在電腦里建了一個(gè) 1:1 的虛擬黑洞，然后拿著無(wú)數(shù)把手電筒從不同角度往里照。

運(yùn)算的結(jié)果被渲染成了一段壯麗的視頻：在模擬中，當(dāng)觀測(cè)者的視角不斷靠近黑洞時(shí)，空間開(kāi)始發(fā)生嚴(yán)重的扭曲。黑洞背后的星光因?yàn)橐ν哥R效應(yīng)被拉扯成一條條弧線，當(dāng)你跨越“光子球”，最終穿過(guò)事件視界的那一刻，天空不會(huì)瞬間變黑，相反，由于光線被引力瘋狂拉扯和扭曲，你會(huì)看到整個(gè)宇宙的影像被濃縮成一個(gè)極度明亮的光環(huán)，在你身后漸漸合攏。

NASA 的這場(chǎng)模擬極其精確，它完美地展示了在廣義相對(duì)論的統(tǒng)治下，時(shí)空是如何被黑洞這雙無(wú)形的大手肆意揉捏的。

然而，NASA 的超算模擬越往黑洞深處走，事情就變得越發(fā)詭異。

當(dāng)我們跟著模擬程序的視角，穿過(guò)視界，一路跌向黑洞的最中心時(shí)，所有的計(jì)算都“報(bào)錯(cuò)”了，在廣義相對(duì)論的推導(dǎo)中，黑洞吞噬的所有物質(zhì)，最終都會(huì)聚集在中心那個(gè)體積無(wú)限小、密度無(wú)限大的點(diǎn)上。物理學(xué)上給這個(gè)點(diǎn)起了一個(gè)讓人絕望的名字：奇點(diǎn)。

什么叫“無(wú)限”？

在數(shù)學(xué)上它是一個(gè)概念，但在物理學(xué)中，當(dāng)你的計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)“無(wú)限大”時(shí)，通常只意味著一件事：你的理論失效了。

在奇點(diǎn)處，常規(guī)的空間幾何完全不適用，你不能問(wèn)奇點(diǎn)在“哪里”，因?yàn)槟抢锏摹翱臻g”概念已經(jīng)被徹底壓碎；你也不能問(wèn)到達(dá)奇點(diǎn)是“什么時(shí)候”，因?yàn)椤皶r(shí)間”在那里也停止了流逝。

在這個(gè)體積為零的點(diǎn)上，物質(zhì)怎么可能存在？

能量怎么可能安放？

整個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)在這里仿佛撞上了一堵無(wú)法逾越的高墻，束手無(wú)策。

難道宇宙真的會(huì)在黑洞中心留下這樣一個(gè)無(wú)法解釋的死胡同嗎？

當(dāng)然不。

當(dāng)愛(ài)因斯坦的理論在奇點(diǎn)面前舉起白旗時(shí)，量子力學(xué)加入了戰(zhàn)場(chǎng)，帶來(lái)了全新的轉(zhuǎn)機(jī)，物理學(xué)家們引入了一種叫做“圈量子引力論”的前沿理論，試圖修補(bǔ)奇點(diǎn)的漏洞。

在這個(gè)理論中，空間并不是連續(xù)不斷、可以無(wú)限切割的，空間是由極其微小的、不可分割的“量子網(wǎng)格”組成的，這就好像一張數(shù)碼照片，你放大到極致，看到的不是無(wú)限平滑的風(fēng)景，而是一個(gè)個(gè)小像素點(diǎn)。既然空間有最小單位普朗克長(zhǎng)度，那么物質(zhì)就不可能被無(wú)限壓縮。

當(dāng)黑洞核心的物質(zhì)坍縮到極度微小的量子尺度時(shí)，空間本身就像被壓到了極限的彈簧，再也壓不下去了，此時(shí)，量子效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一種極其強(qiáng)大的排斥力。

超級(jí)計(jì)算機(jī)在加入了量子效應(yīng)后，得出了一個(gè)顛覆常理的模擬結(jié)果：物質(zhì)跌入黑洞中心后，并不會(huì)被壓成一個(gè)無(wú)限小的奇點(diǎn)，相反，它在被壓縮到極致后，會(huì)經(jīng)歷一次猛烈的“反彈”，這種反彈的能量之大，會(huì)在黑洞內(nèi)部撕開(kāi)一個(gè)新的空間維度，甚至像吹氣球一樣，吹出一個(gè)全新的“真空泡泡”。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)，徹底掀翻了我們對(duì)黑洞的刻板印象。

順著這個(gè)量子反彈的思路，理論物理學(xué)家們提出了一個(gè)極具革命性的新理論：黑洞，可能不是物質(zhì)毀滅的終點(diǎn)，而是新時(shí)空誕生的起點(diǎn)，每一個(gè)黑洞的內(nèi)部，都可能發(fā)生了一次“小規(guī)模”的大爆炸，從而誕生出一個(gè)全新的宇宙，那些被黑洞吞噬的物質(zhì)并沒(méi)有消失，它們只是被“回收重置”，成為了構(gòu)建新宇宙的原材料。

需要明確的是，這一切目前確實(shí)還沒(méi)有被直接觀測(cè)所證實(shí)。

但從科學(xué)的方法論來(lái)看，這個(gè)理論是極其嚴(yán)肅的，它是頂尖物理學(xué)家們運(yùn)用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，為了解決廣義相對(duì)論失效和“黑洞信息悖論”而提出的最合理的解釋之一。

在理論的推演中，它完美地自洽：它消除了讓人頭疼的奇點(diǎn)，解釋了物質(zhì)的去向，甚至順帶解釋了我們自己宇宙的大爆炸是怎么來(lái)的。

當(dāng)我們把所有的線索拼湊在一起，一幅關(guān)于現(xiàn)實(shí)的、前所未有的宏大畫(huà)卷在我們面前徐徐展開(kāi)，黑洞的研究讓人類(lèi)不得不重新思考宇宙的起源。

也許，宇宙的故事并不是簡(jiǎn)單的“從虛無(wú)中誕生，在熱寂中毀滅”的單向直線，現(xiàn)實(shí)世界更像是一場(chǎng)永無(wú)止境的轉(zhuǎn)化與輪回。生命的死亡滋養(yǎng)了大地，恒星的死亡孕育了重元素，而宇宙的死亡，則成為了下一個(gè)新宇宙大爆炸的火種。

這引出了一個(gè)讓人不寒而栗卻又無(wú)比興奮的終極推論：如果在我們這個(gè)宇宙里，存在著成百上千億個(gè)黑洞，而每一個(gè)黑洞里面都藏著一個(gè)新宇宙，那么，我們的宇宙，會(huì)不會(huì)本身也就是存在于某個(gè)更高維度宇宙的黑洞之中呢？

萬(wàn)物相連，層層嵌套，我們的宇宙可能只是一個(gè)巨大得無(wú)法想象的“俄羅斯套娃”中的一環(huán)。在這個(gè)宏大的宇宙鏈條里，沒(méi)有絕對(duì)的終點(diǎn)，每一次看似絕望的毀滅，都不過(guò)是下一次華麗新生的前奏。

這或許才是深邃星空想告訴我們的，關(guān)于黑洞最極致的浪漫。