物理学家告诉我们,宇宙中的天体都会受到引力的影响,质量越大的天体引力就越强,因此地球才能绕太阳公转。
后来爱因斯坦的广义相对论证明了,引力不但会影响星球,还会影响光的传播路径,比如光线在经过太阳附近时就会发生偏折,这是因为太阳的质量扭曲了周围的时空,但好在光速高达每秒30万公里,所以太阳也仅仅是偏折一下光线而已,并不能用引力把光困在它的引力场里,但太阳不行,不代表其他天体不行。
同样是在广义相对论中,爱因斯坦提出了一个引力场方程,后来对这个方程的解析表明,如果大量物质被堆积于时空一点,那么这个引力点的逃逸速度就将超过光速,通俗来说就是,不论是这个点本身发出的光,还是周围其他恒星发出的光,都无法逃出这个引力点的控制范围,这个堆积了大量物质的点,将在可见光波段消失,成为宇宙中最黑的存在。
这个被称为黑洞的天体,后来被证明在宇宙中是普遍存在的,它们一般诞生于大质量恒星晚年的核心坍塌,但每个星系的核心区域往往也会有一颗超大质量黑洞,对于这些星系中央的超大质量黑洞,天文学界目前还没有一个合理的解释。
目前可以肯定的是,黑洞内部是一个让所有物理定律全部失效的地方,即黑洞奇点,它和大爆炸奇点一样,处于不可被观测到状态, 而且黑洞其实不是一个洞,因为我们所处的宇宙至少是三维的,一个二维平面洞是不可能存在的,因此黑洞和地球一样,都是一个球体,只不过由于黑洞不发光的特性,所以看起来像洞罢了。
但黑洞真就是一个简简单单的超级引力源吗?
宇宙学家们并不这么觉得,他们认为黑洞其实是连接反物质宇宙的入口,因为在目前的宇宙学理论中,对称性破缺一直都是一个无法被完全解释的问题。
所谓的对称性破缺,指的是在138.2亿年前宇宙大爆炸瞬间,正反物质的不相等,通俗来说就是,宇宙中的正物质要比反物质多得多,但根据电荷守恒,宇宙中的正反物质应该一样多才对,不会出现像今天一样,正物质到处都是,反物质却十分稀少的情况,由此产生了宇宙学的一个问题:“反物质都去哪了?”
在后来有关量子力学平行宇宙的理论出现后,宇宙学家们便想到了反物质宇宙的存在,推测在大爆炸瞬间同时产生了两个宇宙,这两个宇宙内的电荷刚好相反,而黑洞就算连接两个宇宙的通道或者说入口。
根据湮灭理论,正物质和反物质接触的瞬间,两者就会百分百转化为能量释放出去,相较之下核聚变的质能转化率只有0.7%,核裂变只有0135%,因此不考虑破坏性的话,正反物质湮灭其实是最理想的能源,比可控核聚变还强。
在宇宙学家设想的反物质宇宙中,那里的物质构成和发展趋势,乃至整套物理定律,都和我们完全相反,比如我们的宇宙在膨胀,反物质宇宙就在收缩,我们宇宙中的黑洞只会不断吞噬物质,而反物质宇宙中的黑洞只会不断吐出物质,而这种特性也决定了反物质宇宙中的黑洞是我们宇宙黑洞的反演,即白洞。
任何在我们宇宙中被黑洞吞噬的物体,都会在反物质宇宙中被白洞再吐出来,这也是为什么科学家直到今天也没在宇宙中找到白洞和天然反物质的原因。
就像光无法逃出黑洞的引力一样,反物质宇宙中的白洞的斥力,也会让光无法进入,但要想真正解开黑洞和反物质宇宙的秘密,只有一个办法,那就是发射探测器穿过黑洞或者至少进入黑洞,并把所获得的信息传递出来。
然而在目前的理论框架内,黑洞内部的时间流逝速度相对于外界而言是无限接近于静止的,所以不论是探测器还是人,一旦靠近黑洞或者进入黑洞内部,那么黑洞的时间膨胀就会让进入黑洞的宇航员体验一秒100年的感觉。
也就是说宇航员进入黑洞后每过一秒钟,地球上就会过去成百上千年,宇航员根本没机会把收集到的信息传出来。
总体而言
在人类对黑洞内部信息一无所知的情况下,黑洞究竟是一个单纯的天体,还是一个通往反物质宇宙的入口,现在都不好下定论,唯一可以肯定的是,随着对黑洞研究的不断深入,它一定还会再次震惊人类。