在上一篇文章《達不到地球逃逸速度，我們就無法離開地球了么？》里，我跟大家解釋了一個星球光靠引力是困不住文明的，一個星球的逃逸速度只不過是在沒有后續(xù)燃料推動的情況下，能夠逃離星球引力束縛的最小初始速度。如果我們在后續(xù)的過程中還能持續(xù)的給物體提供動力，那么別說逃逸速度，就算是用螞蟻的速度也能慢慢離開星球。這種方式我們稱之為低速航天。

在文章的末尾我給大家留了一個彩蛋，我說低速航天也并不是萬能的，起碼在碰到黑洞的時候會遇到一些問題。

我們都知道黑洞是一個連光都能把它吸進去的東西，然后有很多人覺得光之所以不能離開黑洞是因為它的速度太慢，如果我的速度能夠再快一點，比如達到光速的2倍就說不定可以從里面逃離出來。但是，根據(jù)相對論，光速偏偏又是所有物體運動速度的上限，所以就沒機會了。

這樣想很自然，結(jié)論也沒錯，但是這種想法是不太對的。你想想，如果黑洞真的僅僅是只靠引力束縛住你，你是因為速度太慢而無法逃離（恰巧光速是上限），那么我們回顧一下我們上篇所說的低速航天：如果真的只是因為引力，那么我在黑洞里面如果有一個有巨大動力的飛船，我讓飛船燃燒燃料客服黑洞的引力，一點一點的龜速往外爬，那是不是就能爬出去了？

關(guān)于潮汐力

有些同學(xué)肯定立馬條件反射說你的假設(shè)不成立，你怎么能進到黑洞里面去呢？你還在靠近黑洞的時候就被黑洞巨大的潮汐力給撕成意大利面條了。

沒錯，潮汐力也是我對黑洞的第一恐怖印象，我忘了是不是高中的時候在霍金的《時間簡史》里看的，反正這種恐怖的印象讓我很長一段時間內(nèi)都覺得黑洞是無法接近的，任何人試圖接近黑洞都是找死。

鑒于有些同學(xué)可能還不是理解黑洞的這個恐怖的潮汐力，我就簡單的說兩句：黑洞因為密度極大，所以在黑洞周圍形成了非常強大的引力場，我們都知道引力這個東西是距離黑洞越近越大。而我們?nèi)耍ɑ蛘唢w船）是有長度的，可能你的頭距離黑洞近一些腳距離黑洞遠一些（或者相反），那么我的頭部和腳部受到黑洞的引力就會不一樣，考慮到黑洞的引力場太強，所以你頭部和腳部受到的黑洞引力差將會非常大，這就像一個怪物在用巨大的力撕拉你的身體，人會立馬被撕得跟意大利面條一樣。越靠近黑洞這個引力差就越大，最后會把人的器官、組織、細胞全都撕碎，變成一堆分子原子……

是不是想起來就打寒顫？這就是恐怖的黑洞潮汐力。

大質(zhì)量黑洞

但是我們忽略了一點：潮汐力的大小是取決于引力場變化的大小，在一個小黑洞里這種引力場變化很大，潮汐力很大，但是如果這個黑洞很大呢？如果是一個非常大非常大的黑洞，比如像《星際穿越》里那種大概相當(dāng)于一億個太陽大小的黑洞，那么它的引力場覆蓋范圍就會非常廣，引力場變化的就會相對平穩(wěn)，這樣這個潮汐力就不會太大，所以就給了人靠近黑洞的機會。

我再啰嗦一句，《星際穿越》的科學(xué)指導(dǎo)叫索恩，他是2017年諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者，發(fā)現(xiàn)了引力波的就是他們。所以，《星際穿越》這部電影不像一般的科幻，它不會犯一些簡單低級的科學(xué)錯誤，如果你覺得里面有些什么現(xiàn)象跟你的固有經(jīng)驗相沖突，你最好先去查查是不是還有什么東西是自己不知道的~

有些人看到《星際穿越》里的主人公靠近黑洞的時候沒有被潮汐力撕碎覺得奇怪，有些人覺得進入黑洞之后居然沒有死亡還能活動這不靠譜。前者是因為這個黑洞質(zhì)量非常大，潮汐力就很小，后者是因為他們選擇的黑洞模型是克爾黑洞，而不是我們平常說的史瓦西黑洞。

黑洞模型有很多種，對它們的研究也都還很初級，里面還有太多奧秘我們沒法了解。霍金的一生幾乎都在研究黑洞，他也是因為研究黑洞而出名。對黑洞的研究既需要量子力學(xué)，又需要廣義相對論，或許，解開相對論和量子力學(xué)不協(xié)調(diào)的關(guān)鍵鑰匙，就藏在黑洞里~

物體無法離開黑洞的真正原因

再回到正題，上面我簡單的說了一些黑洞的事，主要就是想告訴大家：完整的進入黑洞還是有可能的，那么我們假設(shè)黑洞里有一艘飛船是可行的。但是，我們的常識都告訴我們，黑洞視界里任何東西都出不來，包括光，那為什么我們無法通過低速航天的辦法來逃離黑洞呢？我的飛船有足夠的動力，我對準(zhǔn)黑洞外面一直勻速走為什么就出不去呢？

沒錯，你可以一直勻速往外走，但是你就是出不去，為什么？因為找不到出路！

重要的事情說三遍：找不到出路，找不到出路，找不到出路?。?！

找不到出路是什么意思？大家看黑洞的時候別一直盯著他的引力看，我們看一看引力的本質(zhì)：時空彎曲。

我請大家想一想，我們看到光線彎曲，其實它自己并不覺得彎曲，光一直都在“直線”往前飛，只是因為空間本身被彎曲了，所以它走的路徑才看起來像是彎曲了。愛因斯坦也早就說了，我們看到物體圍著星球做圓周運動，其實他們只是在彎曲的空間里自由的做這慣性運動，我們在平直的時空里覺得直線最短，但是在一個彎曲的時空里，那種彎曲的線就是最短的了。

既然光一直在彎曲的時空里做“慣性”運動，那么它一直圍著黑洞轉(zhuǎn)這又是怎么個圖景呢？沒錯，就是光一直往前飛，但是它找不到出路，它飛著飛著就又回到自己的原點了。

所以，黑洞困住物體的真正原因是：黑洞使得時空嚴重的彎曲，結(jié)果讓這一片時空彎曲得閉合起來了。然后黑洞里面的物體就根本找不到通往外部空間的路，它不管怎么走都是一直在黑洞里轉(zhuǎn)圈圈……

宇宙是否是一個大黑洞？

以前我也給大家講過，宇宙也有這樣的特性：我們一直沿著宇宙的一個方向前進，最終我們會回到原點。以前覺得這個事情很難理解，后來想想黑洞就覺得好理解了。

然后，我就有了一個比較大膽的想法（這個純粹是個人腦洞，不屬于科普的內(nèi)容）：我在想我們的宇宙跟黑洞到底有什么關(guān)系？會不會我們生活的宇宙它本身就是一個巨大的黑洞，這個黑洞剛好把宇宙這么大的空間給扭曲閉合了。經(jīng)常有人問宇宙之外是什么，會不會我們宇宙外面依然是一個巨大的黑洞？

相對論給我的一個重要啟發(fā)就是：一切平等，沒有特殊。沒有特殊的參考系，地球不特殊，太陽系不特殊，銀河系不特殊，那么憑什么我們的宇宙就是這么特殊的一個？如果物理定律在各種地方都是有效的，那么我們在研究黑洞的時候或許就是在研究我們宇宙本身。

宇宙大爆炸的時候有一個奇點，黑洞里面也有一個奇點，但是我們對奇點一無所知，因為廣義相對論在奇點處失效了。有許多人不是經(jīng)常在找相對論失效的地方么？我現(xiàn)在就告訴你相對論在奇點處是失效的，沒用的，因為根據(jù)廣義相對論的計算，在宇宙和黑洞的奇點處會出現(xiàn)無窮大的量，這種無窮大的量在物理上是沒有意義的（但是沒人會因為相對論在奇點處失效而說相對論是錯誤的）。

要解開奇點的秘密，相對論鐵定要被修正。黑洞和宇宙之間是否真的存在某種關(guān)聯(lián)，我們生活的宇宙到底是不是只是一個普通的黑洞，這些就要靠未來的研究了。

如果我的讀者里有人對這些感興趣（特別是小學(xué)生中學(xué)生，少年時期的純粹興趣可以轉(zhuǎn)化成最強大的推動力），可以試著這樣去思考一下，愛因斯坦在16歲的時候通過思考“如果我以光速追一束光會看到什么？”發(fā)現(xiàn)了狹義相對論，沒準(zhǔn)你能通過對奇點-黑洞-宇宙的思考修正相對論，發(fā)現(xiàn)更深刻的理論呢~

如果我的這些想法能夠激活一些少年研究宇宙的興趣和方向，那就阿彌陀佛了~

祝好運~