是否存在一種東西，它能從黑洞的一端進入，再從另一端穿出或者消失？這一現(xiàn)象能證明其他維度的存在嗎？

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圖解：這幅畫是一位藝術(shù)家畫的天鵝座X-1黑洞。它是在一顆大恒星下沉?xí)r形成的。圖中，這個黑洞從它旁邊的藍色恒星中吸取物質(zhì)。圖源：NASA

好吧，首先讓我糾正你一個錯誤。雖然這并不怪你，都是科幻惹的禍。

科幻小說中所說的“交替維度”通常是交替的宇宙。并且，僅僅因為黑洞不是你進入其他宇宙空間的門，這也不能證明其他宇宙的存在。

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圖解：平行宇宙被視為是科幻小說，而不再是科學(xué)。這種基于平行宇宙的電荷是不可探測的，因此，它們不符合科學(xué)的條件。然而，與人們普遍認為的相反，歐洲核子研究組織（CERN）收集的數(shù)據(jù)可能能夠探測到平行世界的存在。圖源：space

維度是另一回事。長度、寬度、高度都是維度。它們組成了我們的三維空間。時間是影響我們的第四個維度。

有許多更高維度的物質(zhì)存在，從4維到20維，這取決于它們的物理性質(zhì)。我們不知道這種高維的物質(zhì)有多少，但是，我們知道它們在哪里，因為，有質(zhì)量的物體會彎曲周圍的時空。

現(xiàn)在，開始進入黑洞吧…

黑洞是沒有另一面的。

它吃進去的物質(zhì)是不會消失的。在廣義相對論中，物質(zhì)是不會被摧毀的，而是轉(zhuǎn)換成了能量。

這是對黑洞的藝術(shù)印象。稍后我將向您展示它的真實外觀。

接下來是上解剖課的時間了。

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圖解：該圖由藝術(shù)家描繪其印象中的黑洞，其中，一個快速旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量黑洞被吸積盤包圍。這個由旋轉(zhuǎn)物質(zhì)組成的薄圓盤是由一顆類似太陽的恒星殘留物組成，它被黑洞的潮汐力撕裂。圖中的標簽介紹了黑洞的結(jié)構(gòu)。圖源：ESO

圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的云稱為吸積盤。所有被黑洞引力捕捉的物體都緩慢地分解成氣體，并向黑洞表面墜落。

視界(黑洞表面)的中心位置是一個黑色的球，但是，那不是黑洞。

為了理解什么是視界，可以將它看作一個小邊欄。當(dāng)有人說黑洞是如此地強大，以至于連光都能吞噬掉，但是，大部分人不知道其工作原理。

光穿過時空時，引力會告訴時空在哪里彎曲，彎曲多少。黑洞的引力如此之大，以至于它把周圍的時空扭曲成一個完美的球體。落在里面的光會旋轉(zhuǎn)，并且無路可逃。

剛剛經(jīng)過附近的光是彎曲的，并且，我們也可以看到黑洞的后面，像這樣。

在這里你可以看到吸積盤在運動。因為重力使時空彎曲，你在視界上方和下方看到的是吸積盤的背面。

有時候，當(dāng)黑洞真的很大時，能量和物質(zhì)會沿著視界的邊緣掠過，當(dāng)它“緩慢地”向黑洞的兩極移動時，能量和物質(zhì)幾乎達到光速。

當(dāng)這種情況發(fā)生時，黑洞會釋放出巨大的能量（第一張圖片中的藍色旋風(fēng)）。如下圖所示，如果它碰巧擊中了我們，或者任何其他倒霉的太陽系。窗簾。葬禮音樂…這些爆發(fā)的能量絕對是荒謬的。

現(xiàn)在，先不談基礎(chǔ)問題：

黑洞實際上是在視界球體中間的一個無限密集的小點。我們稱之為奇點。當(dāng)一顆足夠大的恒星死亡時，它會在自身重力作用下崩塌，而奇點就是最終的結(jié)果。

奇點在它自身形成的一個點上永遠不會停止。盡管，一些理論認為它實際上是可以測量的，其直徑約為1普朗克長度（1.61622837×10?-35米）

這個小家伙就是通過它不可思議的引力創(chuàng)造出視界的。每一件碰巧落下的東西都會連接到那一點，崩塌成無窮大。在我們目前的模型下，你到達那個點的時間比宇宙活著的時間要長。這才是真正的無窮大。

這就是我們的黑洞模型。隨著我們對它們的了解越來越多，它可能也很可能會改變。

我特別著迷于裸奇點的可能性，但這是另一天的話題。

答：黑洞是人類已知的最奇怪的現(xiàn)象之一。據(jù)我們所知，這是一次單程旅行。這都是由于黑洞的巨大引力。

根據(jù)廣義相對論，我們知道時空是由于引力而發(fā)生彎曲的。這意味著穿越時空的路徑看起來也是彎曲的。所以當(dāng)我們在望遠鏡里看到這樣的東西時：

…實際上，我們看到光在物體周圍彎曲的時空中傳播，就像這樣：

其實這和透過酒杯腳看星圖沒什么兩樣。

黑洞有很大的引力，所以它們會使時空彎曲很多。事實上，你可以看到黑洞后面，

在洞的另一邊，你在洞上面看到的是吸積盤的頂部；相反，在洞的下面，你可以看到同一個吸積盤的底面。

巨大的暗斑實際上不是洞本身，甚至不是視界，而是黑洞的影子，更確切地說是光子球。黑洞半徑上的軌道速度就是光速，在那里，光子可以停留在黑洞周圍的軌道上。那就是光子球，或者說陰影。

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圖解：黑洞噴流產(chǎn)生于視界之外，而不是黑洞本身。當(dāng)黑洞把物質(zhì)拉向它時，物質(zhì)就會失去能量。這種能量有助于為噴氣式飛機提供動力。圖源：astronomy

任何從外部穿過光子球體的光子除了在黑洞內(nèi)部沒有其他路徑。不過，從光子球內(nèi)部發(fā)出的光子有可能伸出。

至于其他粒子，比如像你一樣的粒子，對不起，你也注定了沒有其他路徑可走。

但我們還沒說完。還有另一個邊界，視界，它對時空的彎曲程度甚至更大，事實上，從黑洞內(nèi)部到外部沒有類似光的路徑。

我的意思是什么？如果假設(shè)時空只是空間的兩個維度，而空間的一個維度是向上的，你會得到這樣的結(jié)果：

我們這樣做，是因為我們生活在一個三維的宇宙中，很難表示甚至想象出四維時空，所以我們把三維空間“壓縮”到一個二維平面上（在這種情況下，將二維空間+1維時間投影到二維平板液晶顯示器上）。

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圖解：過去和未來的光錐模型。圖源：impremedia

過去的光錐是所有的時空，光可以從過去到達你，例如遙遠的恒星。在過去的光錐之外的任何光都沒有時間到達我們這里。

未來的光錐是所有來自你的光可以到達的時空。光錐之外的任何物體都看不見我們，因為我們的光還沒有到達它們。

重力的作用是使光錐傾斜，就像這樣：

這個圓柱就是視界（圓柱中間的線是黑洞的奇點）。在事件視界之外，未來的光錐傾斜得太厲害，以至于它們不能再從重力源向外走。這里沒有出路！地心引力使時空扭曲得如此之大，以至于只有這樣才能通向中間。

那對你來說意味著什么？好吧，還記得沒有什么比光速快的了嗎？你也一樣。所以，所有這些邊界都是運動最快的物體的最大有效半徑。如果你走得比光慢——這是因為你有質(zhì)量——那些未來的光錐會更窄，更容易在通往奇點的單程旅途中傾斜。所以對你來說，“無路可走”區(qū)域的開始時間比光早得多。

所以這并不是說重力比光速快，而是時空被重力過度彎曲，沒有出路。也就是說你消失了。

除了你消失了，量子力學(xué)的一個核心假設(shè)是信息——就像你的量子態(tài)——不能消失。這導(dǎo)致了斯蒂芬·霍金和倫納德·蘇斯金德之間的一場著名的博弈，在這場博弈中，霍金輸了。

相反，蘇斯金德建議從外部角度看，你永遠不會真正到達視界。時空被視界扭曲，這意味著時間也被扭曲并拖到無窮遠。所以從我們的角度來看，你不會掉進洞里。相反，你下降得越來越慢，并產(chǎn)生紅移現(xiàn)象，所以你看起來越來越紅，直到你的形象消失在微波和無線電波中。如果我們能看到那些更長的波長，你就會被困在視界上。你們的信息不會離開宇宙，但會永遠像全息圖一樣被印在視界的二維表面上。

所以從實際出發(fā)，一旦你掉進黑洞，你就走了。要么你在里面沒有出路，要么你被困在表面，這取決于你的觀點。

問：這能證明存在其他維度嗎？

答：不能。

但我們也不會反駁它。有許多假設(shè)可以支持多元宇宙，而黑洞只是其中之一。但它們?nèi)匀皇羌僭O(shè)的，因為我們無法測試它們。

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圖解：多元宇宙（或元宇宙）是無限或有限的可能宇宙（包括我們一直經(jīng)歷的歷史宇宙）的假設(shè)集合，它們共同構(gòu)成了存在和可能存在的一切：空間、時間、物質(zhì)和能量的整體，以及描述它們的物理定律和常數(shù)。多元宇宙中的各種宇宙有時被稱為平行宇宙。多重宇宙被設(shè)想在弦理論或M理論的多維延伸中。在宇宙學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、宗教、哲學(xué)、超個人心理學(xué)和小說中，特別是在科幻小說和幻想小說中，都假設(shè)了多個宇宙。在這些背景下，平行宇宙也被稱為“替代宇宙”、“量子宇宙”、“互穿維度”、“平行維度”、“平行世界”、“替代現(xiàn)實”、“替代時間線”和“維度平面”。圖源：crystalinks

作者: quora

FY: 武薇

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