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？這一現象能證明其他維度的存在嗎？

圖解：這幅畫是一位藝術家畫的天鵝座X-1黑洞。它是在一顆大恒星下沉時形成的。圖中，這個黑洞從它旁邊的藍色恒星中吸取物質。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。

圖解：平行宇宙被視為是科幻小說，而不再是科學。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）收集的數據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存在，從4維到20維，這取決于它們的物理性質。我們不知道這種高維的物質有多少，但是，我們知道它們在哪裡，因為，有質量的物體會彎曲周圍的時空。

現在，開始進入黑洞吧…

黑洞是沒有另一面的。

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

這是對黑洞的藝術印象。稍後我将向您展示它的真實外觀。

接下來是上解剖課的時間了。

圖解：該圖由藝術家描繪其印象中的黑洞，其中，一個快速旋轉的超大質量黑洞被吸積盤包圍。這個由旋轉物質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。圖中的标簽介紹了黑洞的結構。圖源：ESO

圍繞黑洞旋轉的雲稱為吸積盤。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。

為了理解什麼是視界，可以将它看作一個小邊欄。當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裡彎曲，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。落在裡面的光會旋轉，并且無路可逃。

剛剛經過附近的光是彎曲的，并且，我們也可以看到黑洞的後面，像這樣。

在這裡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，當黑洞真的很大時，能量和物質會沿着視界的邊緣掠過，當它“緩慢地”向黑洞的兩極移動時，能量和物質幾乎達到光速。

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

現在，先不談基礎問題：

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）

這個小家夥就是通過它不可思議的引力創造出視界的。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着的時間要長。這才是真正的無窮大。

這就是我們的黑洞模型。随着我們對它們的了解越來越多，它可能也很可能會改變。

我特别着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象之一。據我們所知，這是一次單程旅行。這都是由于黑洞的巨大引力。

根據廣義相對論，我們知道時空是由于引力而發生彎曲的。這意味着穿越時空的路徑看起來也是彎曲的。所以當我們在望遠鏡裡看到這樣的東西時：

…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麼兩樣。

黑洞有很大的引力，所以它們會使時空彎曲很多。事實上，你可以看到黑洞後面，

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，更确切地說是光子球。黑洞半徑上的軌道速度就是光速，在那裡，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。

圖解：黑洞噴流産生于視界之外，而不是黑洞本身。當黑洞把物質拉向它時，物質就會失去能量。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内部沒有其他路徑。不過，從光子球内部發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，從黑洞内部到外部沒有類似光的路徑。

我的意思是什麼？如果假設時空隻是空間的兩個維度，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，将二維空間 1維時間投影到二維平闆液晶顯示器上）。

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裡。

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。這裡沒有出路！地心引力使時空扭曲得如此之大，以至于隻有這樣才能通向中間。

那對你來說意味着什麼？好吧，還記得沒有什麼比光速快的了嗎？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，量子力學的一個核心假設是信息——就像你的量子态——不能消失。這導緻了斯蒂芬·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，這意味着時間也被扭曲并拖到無窮遠。所以從我們的角度來看，你不會掉進洞裡。相反，你下降得越來越慢，并産生紅移現象，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，一旦你掉進黑洞，你就走了。要麼你在裡面沒有出路，要麼你被困在表面，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。有許多假設可以支持多元宇宙，而黑洞隻是其中之一。但它們仍然是假設的，因為我們無法測試它們。

圖解：多元宇宙（或元宇宙）是無限或有限的可能宇宙（包括我們一直經曆的曆史宇宙）的假設集合，它們共同構成了存在和可能存在的一切：空間、時間、物質和能量的整體，以及描述它們的物理定律和常數。多元宇宙中的各種宇宙有時被稱為平行宇宙。多重宇宙被設想在弦理論或M理論的多維延伸中。在宇宙學、物理學、天文學、宗教、哲學、超個人心理學和小說中，特别是在科幻小說和幻想小說中，都假設了多個宇宙。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”、“替代現實”、“替代時間線”和“維度平面”。圖源：crystalinks

作者: quora

FY: 武薇

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