黑洞，每个宇宙爱好者都津津乐道的话题，因为人类对它还知之甚少，因而可以将大量的想像寄托在它的身上。科幻作品中可以用黑洞来作为能源，也可以直接进入它穿越时空，著名的已故科学家霍金也是研究黑洞的专家，他提出了霍金辐射将相对论与量子力学在一定的尺度上统一，得出了黑洞并非只进不出的认识。

奇点与视界

而其中有关黑洞内部究竟是什么构造其实一直非常有争议，相信很多人也听说过“奇点”这个词，说的意思是黑洞的中央是一个体积无限小，密度无限大同时所有物质都不会停止向内掉落的点。因为它实在是太过奇异，不像是一个物理世界应该有的东西，所以被称之为奇点。

但是要注意呦，黑洞里到底有什么其实我们无从知道，首先从现实上来说黑洞观测难度太大了，其次从理论上来说我们没有穿透视界的能力，不太可以知道黑洞里面到底是什么。

什么是“视界”？就是在黑洞的引力范围中，介于光可以逃脱与不能逃脱之间的边界。当我我观察黑洞时就可能看到不可思议角度的光线，其实这就是差一点点就要掉进去的光勉强逃脱后映在我们眼中的样子，这种现象被称为引力透镜。

为什么光在引力附近会走曲线？因为引力会令时空弯曲，光只“走”直线，那么在黑洞附近弯曲的时空让“直线”在平坦时空的观察者看来也变成弯的了，但是对于光来说它“走”的依然是直线而已，只是其它空间变得弯曲了。运动是相对于观察者来说的，被称为参考系。所以不同引力下的观察者看彼此都是弯曲的。

奇点真的存在吗

那么这些和今天的题目有什么关系呢？就在于这个“奇点”上，虽然它的名气很大，但到底存在不存在还是有争议的，因为它存在于数学上而非常观测中。量子物理学家就倾向于认为奇点并不存在，黑洞中从来就没有一个体积无限小密度无限大的东西。

为什么？因为数学中存在的异常数字在现实世界中通常是不存在的，数学是人类抽象想象的一种工具，它可以解决很多现实问题但它并不代表现实。比如圆周率已经算到了小数点后第十万亿位了，但是在小数点后第60位的时候，计算整个可观测宇宙的周长都不会有一个原子的误差！所以其实圆周率的无限精度在现实来说并没有什么意义。

同样，如果我将一团泥抹在一个平面上，从数学的角度来说只要我抹的面积越大，那么厚度就会越薄，如果我抹得无限大就会变得无限薄。但是事实是在大于一个极限面积之后，组成泥的分子之间的间隙就会变大，而厚度会停留在一个最小值不变——单个分子的高度，只要你测量的面积下还有“泥”这种物质的话。

我们将传统数学中的世界——存在无穷大与无穷小的世界称为“连续的世界”，而将抹泥的世界称为“离散的世界”。量子物理学之所以成为物理学之光，解决了物理学数千年发展后面临的瓶颈，正是因为其用“离散”去理解世间万物，将物理的本质与“离散”结合起来。当然作为严谨的科学，用量力物理学改造后的数学就可以计算并解决微观世界的物理现象，在实用的世界中，量子物理学完胜。

所以我们再看看奇点，它的身上就存在“无穷”——无穷小的体积导致无穷大的密度。这在量子物理学家看来是不可理喻的，只要“离散”是这个世界的本质，奇点就不可能存在。

那量子物理学家是如何理解黑洞的呢？他们认为黑洞中存在一个体积极小但有限的“核”，数学上的曲线并不会一直向无穷小延伸，它们会在某一个非常小的值后稳定下来，就像无穷大面积的泥的厚度一样。

预言黑洞爆炸

不仅如此，量子物理学家还预言，黑洞不仅不会无限地吸收吞噬，还会爆炸。现在所有存在的黑洞都是在以极慢地速度逼近那么体积最小值。一但达到最小，黑洞内核就会发生反弹，将之前吸收的东西全部吐出来。一但发生这将会是宇宙中最灿烂的奇观，最明亮的，远胜超新星爆炸的存在。

为什么会有这样的预言？这就要从量子力学中非常著名的“测不准原理”中寻找答案了。

我们可能之前也听说过，测不准原理的官方表述是“你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度”。其实我们要注意的是，“测”并不是说一定需要一个穿着白大褂的物理学家才可以，而是泛指“外界系统通过信息交换的方式传递”。也就是说只要这个系统能进入让人可以判断其中粒子参数的状态中，都算测。

而位置与速度的关系也并不是简单的“一次只能测一个”那样，而是像跷跷板的两端，如果一个让事件让粒子的速度信息可以非常精确地表达出来，那么这个粒子的位置就会变成接近于“无处不在”（当然是在它可能出现的区域）。而如果一个事件可以让粒子的位置变得非常确定，那么它们就会获得一个极大的速度。

明白了这两点之后我们再来看看黑洞，黑洞中的物质无疑进入了体积非常小的状态中，那么粒子间的运动就会被相互限制。换而言之，粒子的位置会越来越趋于固定，位置越精确动能就会越大，当压缩到极限时这些粒子的速度也达到了极限，于是会以极高的速度向外爆发——BOOM！巨大的爆炸，黑洞会彻底炸掉！

为什么我们没见过黑洞爆炸

那么可能有朋友会问了：按这种说法黑洞应该一形成就爆炸呀，为什么我们还没有观测到过黑洞爆炸呢？

那是因为时间的流速不同，广义相对论告诉我们时间会随着引力的增大而减慢，黑洞中的奇点就是一个时间完全停止的地方。但是量子物理学家预言奇点不存在，黑洞的中央时间依然还在流逝，只是与外面的世界差速极大。如果我们是在黑洞的中间观察，会发现黑洞与想象中的一样，在形成的瞬间就会直接反弹爆炸。但是从外面的世界看来，黑洞似乎可以稳定地持续很长很长时间。

如果你掉进黑洞（假设不会死），就能实现时空穿越。不过与想象的稍微有一点不同，你是直接穿越到了几十甚至几百亿年后的未来——在巨大的轰鸣爆炸之后，你发现宇宙又变老了许多。

大爆炸可能本质是大反弹？

奇点预测并不只存在于黑洞中哦，还记得宇宙大爆炸么？如果量子理论的解释正确，那么宇宙最初也不是一个体积无限小，密度无限大的点，而是一个体积与密度都有限的物体。更进一步思考我们就会发现，在宇宙爆炸之前也应该存在着一个“收缩前的状态”，相当于“宇宙的前世”。

于是……“宇宙大爆炸”变成了“宇宙大反弹”？上一个宇宙出于某些原因收缩了，之后再反弹演化成了我们现在的宇宙。

到这里本篇的内容就完结了，相信你一定会为之震撼，最后再抛一个思考题吧：我们的宇宙有没有可能是更广阔宇宙中爆炸的一个巨大黑洞？大家可以在评论区畅所欲言哦！

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