一个令人意想不到的事情：地球就在黑洞里面！人类为何能生存？这个黑洞外面还有宇宙吗？

 今天我们来聊一个99%的人都没有听过，甚至压根都没有想过的惊悚话题：我们或许生活在一个黑洞当中！

    大家好！欢迎来到脑补菌的世界！

            2023 年的一天，NASA的天文学家用韦伯望远镜，捕捉到了一束微弱的光线，这束光线居然来自于一个早期的星系，它的质量是太阳的 1.4 亿倍！这个在 NASA的标号为UHZ1 的早期星系，在宇宙仅仅只有 4.7 亿岁的时候就形成了。

    根据科学家估计：我们这个宇宙现在大约存在了 138 亿年。如果我们把现在的宇宙看作一位 100 岁的老人，那么 4.7 亿年时的宇宙就相当于是一个 3 岁多的幼儿。

    科学家们非常兴奋，他们用钱德勒 X 射线望远镜跟踪 UHZ1 星系，持续观察了两个星期。他们留意到有一团巨大的星云，随着一个引力源旋转。他们分析数据之后惊讶地发现，这个引力源居然是来自于一个超大质量的黑洞，而这个黑洞恰恰位于 UHZ1 星系的中心。

    其实黑洞这个名字是美国物理学家惠勒，在 1960 年代才叫出来的。

    黑洞最直接的视觉形象就是这样，这是诺兰导演的《星际效应》当中的形象，这个大黑洞在电影当中叫作“巨人”，它的周围是一个运动的光环，光环内侧有一个看不见的边界，这在科学上叫作事件视界。跨越了这个边界的物体，都会被黑洞强大的重力捕捉，光线也会被捕捉。

    所以黑洞事件视界以内的部分，看起来就是一个黑暗的空洞，当然黑白明暗这只是人类视觉上的描述，当光线完全被捕捉以后是什么样，其实已经超出了我们所体验的这个世界，就像没有人能够讲出你没有见过的一种颜色一样。

    黑洞它具体是什么样的是没有办法用人类的语言来准确描述的，所谓黑洞只是一种类似的说法便于理解而已。

    电影《星际效应》里的黑洞形象，是在黑洞专家加州理工的理论物理学家索恩的指导下做出来的。电影在 2014 年秋季上映那时，天体物理学家还没有能够拍摄到黑洞的真实样貌，它的长相只是理论推演的，但是还需要实际的观测来证实。

             5 年之后的 2019 年，人类终于拍到了黑洞的第一张照片。

             2019 年科学家发表了室女 A 星系中心的超大质量黑洞照片，这个黑洞的质量大约是太阳质量的 50 亿倍。

    2022 年银河系中心的超大质量黑洞人马座 A 也露出了真容，在照片上它是这样的，质量大约是太阳的 430 万倍。

    黑洞看起来离我们地球应该很遥远，在电影《星际效应》当中主角是坐了几年的星际飞船，才抵达了离我们地球最近的一个黑洞。

    然而当代有物理学家在观察黑洞之后，却得出了一个石破天惊的结论：很有可能我们地球就在黑洞里。我们站在地球上在晴朗的夜晚仰望天空，满眼都是繁星。这些星星大多属于银河系，这样美丽灿烂的群星很难和前面讲的黑洞联系起来。

    我们前面讲道了黑洞是特殊的天体，它的引力非常强大扭曲了周围的时间和空间，连光线都没有办法逃脱黑洞的引力。如果地球真的是在黑洞里，那它是怎么跑进去的又能够完好无损的呢？

    罗德岛大学的黑洞物理学家卡纳说：如果地球是被吸进黑洞的，那当地球接近黑洞的时候时间就会变得很慢，地球就会被拉伸成类似于面条的扁长形。

    如果地球在这个过程当中没有被毁坏，那么当它靠近引力强大的黑洞中心奇点的时候，还是难逃毁灭的厄运。

    所以这个生动活泼朝气蓬勃的地球，绝不可能是从黑洞外被吸进来的，它只有可能是在黑洞内部诞生的。

    这个脑洞听起来很荒谬，既然黑洞内部中心的那个奇点，引力大到足以摧毁一切物质，那地球怎么可能在这里诞生又安然无恙呢？

    在电影《星际效应》当中是这样描绘黑洞中心的：

    男主乘坐飞行器进入了黑洞在弹射逃生之后，并没有遭遇到黑洞奇点毁灭性的拉扯，反而是进入了一个安静的高维度空间。影片的逻辑是一种比人类文明程度高太多太多的智慧生命，特意开创了这样一个空间救下了男主库珀，让他通过能够穿越时空的重力，传递救助人类的信息。

    看来影片的科技顾问索恩，也认可这样一种可能性：就是在黑洞的内部，并不一定是早期推测的引力无比巨大的奇点，也可能是存在着另外的时空结构。

    关于黑洞内部构造的早期计算，是来自于原子弹之父奥本海默，他在 1939 年就发表了自己的方程式，预言了黑洞奇点拥有无限大的密度和无限大的引力。

    但是年轻一代的物理学家索恩认为，当一个方程式计算出无限大的时候，你就会直觉地发现可能哪儿出错了。因为宇宙当中不应该有无限大这回事，在现实的物理世界当中万物都有边界啊。所以以索恩为代表的年轻一代物理学家们就开动脑筋，力图发现奥本海默方程式里的 bug 或者构建新的理论，来解释奥本海默方程式。

    一些物理学家根据爱因斯坦的广义相对论方程式，计算出了另外一种可能，就是星体在坍缩成为黑洞的过程中，当物质坍缩到一定程度之后，它有可能并不会形成一个奇点。而是物极必反转而进入了膨胀的过程，这个膨胀它并不会跨越前面讲的那个事件视界，也就是说你在黑洞外仍然是看不到它的，但是它会在黑洞内部形成一个新的小宇宙。

    构造这个黑洞里的小宇宙会经历以下这样一个过程：

    首先它会从大宇宙中逐渐分离出来，就像从一块布片上挤出一个球。然后这个球就会脱离布片独自在超空间中移动。

这个超空间是什么呢？简单地说超空间是一种卷曲度很高的空间结构，现在一切观测设备都没有办法看到它内部的构造是什么样。

    这个球形的小宇宙在超空间中漂浮，又会有几种演变的结局：

第一就是它和另外一个大宇宙结合。

第二就是它也有可能和它所脱离出来的那个大宇宙再结合。

那在这两种情况之下，结合之后的小宇宙都将继续膨胀，最终把小宇宙中的物质送入大宇宙，从而融为一体又成为大宇宙的一部分。

第三种结局就是我们今天所要重点讲的：黑洞小宇宙！

它一直在超空间中游荡，不和别的宇宙中的物质发生关系自成一体。

            1960 年代英国数学和物理学家彭罗斯，通过数学计算认定奇点一定会存在，但是它被事件视界这个屏障所遮盖我们没有办法了解，它具体表现的是什么样，但是这个奇点并不一定会摧毁一切物质。

    一些科学家认为：它可能是由量子泡沫构成的，里面不存在任何时空的概念，是一个太初混沌的状态，而新的宇宙也有可能是从这个奇点诞生的。

    我们知道黑洞是形成于恒星的坍塌最终生成了奇点，前面提到的物理学家卡纳认为：宇宙其实就是从奇点当中诞生的。而最终也会在一个坍塌过程中毁灭又回归奇点。

    所以宇宙的诞生和毁灭过程，不过就是黑洞形成的逆向工程而已，两者本质是一样的。

    那现在有意思的部分来了，卡纳说这个理论意味着一个宇宙，可以存在于另外一个宇宙当中，所以就是宇宙套宇宙，像俄罗斯套娃一样一层一层套起来的。而我们地球就可能存在于，层层嵌套的某个黑洞当中。

    既然地球是黑洞小宇宙里的行星，那么我们生活的这个黑洞它是什么样呢？

    马萨诸塞大学达特茅斯分校的数学教授菲尔德说：如果这个黑洞的个子小，它不太大那人们就会感受到，黑洞重力造成的时间变化或者物质被拉伸。即使这种变化很小，我们也可以感受得到。

    但现在的情况是我们生活在地球上，没有感受到黑洞重力带来的任何体验。所以我们所生活的这个黑洞应该是巨大无比！有多大呢？它很可能和我们观察到的宇宙一样庞大！

    菲尔德教授的专长是引力建模和模拟，黑洞是他主要研究的对象。

    他说如果人类生活在一个黑洞小宇宙当中，那人类是绝对没有办法了解，黑洞自己所存在的那个母体宇宙的。

    但是有意思的是我们生活的这个宇宙是在一个黑洞里，我们竟然还在这个宇宙当中还发现了众多的黑洞。黑洞里面有黑洞，而黑洞里的黑洞也都有可能诞生了小宇宙。

我不知道大家被绕迷糊没有，那这其实就是多重宇宙了。

    这个推演就好比说：一粒沙里有三千大千世界，这个沙子里的世界里还有沙子，那那些沙子里又有繁华的世界。

    故事的开头讲到 2022 年韦伯望远镜观察到了一个，宇宙婴儿期形成的星系编号是 UHZ1。这个婴儿期的星系里已经存在了一个庞大的超大质量黑洞，它的质量和星系质量相当，大约是太阳质量的几千万甚至上亿倍。比我们这个银河系的中心那个大质量的黑洞人马座A个头大了几十倍。

    那么按照当前流行的理论：黑洞是庞大星体死亡之后坍塌所形成的。那么在宇宙的婴儿期星体还比较少，那个时候还比较年轻，那怎么会产生如此质量巨大的黑洞呢？

    这个发现就让科学家们超级困惑，他们还发现有一个巨大的星云在那个黑洞附近盘旋，是随着黑洞的引力在运动着。

    卡纳和菲尔德认为这个超大质量的黑洞，很可能是多个黑洞合并压缩以后形成的，黑洞引力吸附过来的星云可以在黑洞外面形成新的天体。而黑洞的内部呢？又可能生成新的星体和宇宙，内外两重天，彼此看不见。

    但是这种解释的bug在于UHZ1它只是宇宙婴儿期的星系，它内部的星体当时应该是非常年轻的，是高度不可能这么早就死亡，然后再合并成一个超大黑洞的。

    所以另外一种可能是更古老宇宙中的巨大星体，死亡之后坍塌形成了黑洞。这个黑洞在不断吸入周围旧宇宙中的物质，压缩以后再形成了这个质量超大的黑洞。最后再像上面讲的那个过程一样，黑洞里面又诞生了宇宙，从而形成了内外两重天。

    那么好了！今天的故事就分享到这！谢谢大家！

小龙自修室