感謝郭哥的邀請(qǐng)，我來(lái)簡(jiǎn)單談一下自己的看法。
黑洞是什么？
首先要明確一點(diǎn)：黑洞不是“洞”，而是宇宙中廣泛存在的一種天體，和恒星、行星、白矮星、中子星等等一樣普通。但黑洞也有一個(gè)其他星體都不具備的特性，那就是在其附近某個(gè)高度逃逸速度大于光速，也就是說(shuō)任何物質(zhì)一旦到達(dá)這個(gè)高度都會(huì)被黑洞吸附，再也不會(huì)逃逸出來(lái)，因?yàn)榧幢氵_(dá)到宇宙中的最快速度---光速也無(wú)濟(jì)于事，更何況有質(zhì)量的物體根本不可能達(dá)到光速。
上面是根據(jù)牛頓經(jīng)典力學(xué)得出的一個(gè)結(jié)論，而事實(shí)上，最早的關(guān)于黑洞的預(yù)言也確實(shí)是根據(jù)牛頓經(jīng)典力學(xué)作出的。1783年，英國(guó)物理學(xué)家約翰.米切爾在一篇論文中講述了自己的觀點(diǎn)：在假定光具有粒子性、受引力約束的前提下，如果有一顆密度與太陽(yáng)相同但半徑為太陽(yáng)五百倍的巨大天體，那么它的逃逸速度將大于光速，這種“巨無(wú)霸”天體我們將永遠(yuǎn)不能看到。直到現(xiàn)在，部分業(yè)余的天文愛(ài)好者們（例如我）在進(jìn)行一些沒(méi)有意義的關(guān)于黑洞的計(jì)算時(shí)，仍然會(huì)用牛頓經(jīng)典力學(xué)的公式。畢竟這種方式簡(jiǎn)單直接，便于理解。
而到了愛(ài)因斯坦相對(duì)論提出后，人類對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)又提升到了一個(gè)新的高度。1916年，史瓦西通過(guò)計(jì)算得到了愛(ài)因斯坦引力方程的一個(gè)真空解。這個(gè)解表明一個(gè)有質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)周圍會(huì)存在一個(gè)邊界范圍，一旦進(jìn)入這個(gè)范圍，連光線也無(wú)法逃脫。由于在相對(duì)論中，引力是時(shí)空彎曲的表現(xiàn)，而黑洞又是時(shí)空彎曲到一定程度的表現(xiàn)，所以無(wú)論是波還是粒子都會(huì)被黑洞吸引。需要明白的是：任何質(zhì)量都有與其對(duì)應(yīng)的邊界范圍，這個(gè)范圍叫做視界。只有物體的半徑小于視界的半徑，這個(gè)物體才可以被稱之為“黑洞”。這大概是人類對(duì)黑洞的最新定義了吧。
黑洞里面是什么？
很抱歉，沒(méi)有人可以講清楚這個(gè)事情并且確定自己的說(shuō)法是絕對(duì)正確的。甚至可以說(shuō)即便有一個(gè)黑洞可以在確保安全的前提下近距離被人類研究，也不會(huì)得到任何關(guān)于黑洞內(nèi)部的信息，黑洞就像一扇只進(jìn)不出的大門，被一把無(wú)法打開(kāi)的大鎖鎖上了。掉入黑洞內(nèi)部的任何信息都已經(jīng)完全丟失并且無(wú)法找回了。
相信大家都看過(guò)霍金的《時(shí)間簡(jiǎn)史》。在這本書(shū)中，霍金用光錐來(lái)表示一個(gè)事件對(duì)周圍的影響。這個(gè)光錐以光速擴(kuò)大，光錐以外的范圍是不會(huì)受這個(gè)事件影響的。雖然不一定準(zhǔn)確，但這種方法可以在對(duì)黑洞的理解方面提供一些幫助。一旦有物體或者光線進(jìn)入黑洞視界，那么它的光錐就不會(huì)再以光速擴(kuò)散而是會(huì)被牢牢限制在黑洞范圍內(nèi)。無(wú)論什么情況，黑洞內(nèi)部都不會(huì)有任何信息傳遞出來(lái)。
更精準(zhǔn)的描述是：我們甚至無(wú)法將一艘探測(cè)器送入黑洞。對(duì)于外界看來(lái)，黑洞附近極大的時(shí)空曲率會(huì)導(dǎo)致其時(shí)間流速變慢，越接近視界附近時(shí)間越慢直至趨于停止。所以如果有探測(cè)器飛向黑洞，我們?cè)谶b遠(yuǎn)的地方能夠看到一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：探測(cè)器的速度越來(lái)越慢，最后慢到已經(jīng)看不到它的移動(dòng)，但就是無(wú)法進(jìn)入黑洞。事實(shí)上探測(cè)器十分確定已經(jīng)在某一刻進(jìn)入視界范圍，但它的時(shí)間被無(wú)限拉長(zhǎng)，直到宇宙毀滅我們也無(wú)法看到探測(cè)器進(jìn)入黑洞視界，又談何探測(cè)？
也許有人會(huì)說(shuō)：霍金不是認(rèn)為黑洞也會(huì)輻射出各種粒子、會(huì)蒸發(fā)嗎？那通過(guò)觀察這些輻射出的粒子是否能夠窺得黑洞內(nèi)部的一點(diǎn)情況呢？很遺憾這是不可能的?；艚疠椛湔J(rèn)為真空中會(huì)憑空產(chǎn)生很多正負(fù)粒子對(duì)，在很短的時(shí)間內(nèi)相互抵消，在宏觀上不表現(xiàn)。但如果這種情況出現(xiàn)在黑洞視界附近，情況就不一樣了?；艚鸾?jīng)過(guò)一系列計(jì)算認(rèn)為負(fù)粒子落入黑洞的概率更大，這樣在宏觀尺度看來(lái)黑洞就不斷向外輻射正粒子了。由于這些正粒子并非來(lái)自黑洞內(nèi)部，所以并不攜帶黑洞內(nèi)部信息，視界內(nèi)的信息仍然被永遠(yuǎn)封存。
黑洞內(nèi)部有沒(méi)有可能存在生命？
按照現(xiàn)在的觀點(diǎn)，黑洞是一個(gè)密度無(wú)限大、體積無(wú)限小的奇異天體，這個(gè)概念很像我們?cè)诟咧袝r(shí)期物理課上為了簡(jiǎn)化計(jì)算設(shè)想的一個(gè)有質(zhì)量無(wú)體積的點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)。事實(shí)上，黑洞的這種狀態(tài)有一個(gè)確定的稱呼：奇點(diǎn)。如果黑洞真的是這種狀態(tài)，那很難想象與我們類似的生命能夠在這樣一種環(huán)境下存活。要知道奇點(diǎn)本不應(yīng)該存在于世間，但在物理學(xué)家們的草稿紙上，它確確實(shí)實(shí)被算出來(lái)了。當(dāng)然，這并不意味著災(zāi)難，而是以極其直觀的方式向我們展示了人類思維的局限。
但是視界的存在給了我們一個(gè)機(jī)會(huì)。要知道奇點(diǎn)沒(méi)有大小，但視界有啊。視界范圍是計(jì)算出來(lái)的，具有確定大小的一片區(qū)域。這一片區(qū)域的信息無(wú)法傳遞出來(lái)，其中是否存在生命也未可知。
此外，史瓦西半徑的計(jì)算公式為“黑洞內(nèi)部存在生命”提供了極大的理論支持。從公式來(lái)看，史瓦西半徑與黑洞質(zhì)量成正比，即質(zhì)量增加一倍，史瓦西半徑也增加一倍。但球體的半徑增加一倍，體積要增加八倍，這說(shuō)明黑洞的質(zhì)量增加一倍，密度就減小為原來(lái)的八分之一，這是一個(gè)無(wú)法忽視的效應(yīng)。如果黑洞的大小按照史瓦西半徑公式來(lái)計(jì)算，那么恒星質(zhì)量級(jí)別的黑洞密度可能與中子密度接近，但星系質(zhì)量級(jí)別的黑洞其密度可能比地球大氣還要小。
大部分人想到這兒也就停下了，但我們不妨在往大了設(shè)想一下，如果黑洞質(zhì)量再大一些呢？大到一定程度時(shí)它的密度會(huì)不會(huì)比宇宙的平均密度還要低？如果真的是這樣，那我們是不是就生活在一個(gè)黑洞中？要知道這并非危言聳聽(tīng)，而是有一定的理論支持。
所幸郭哥的問(wèn)題并沒(méi)有限制黑洞的大小。不過(guò)如果我們本身就生活在一個(gè)黑洞中，那我想我們生活的地球應(yīng)該算是鳥(niǎo)語(yǔ)花香充滿生機(jī)了吧？
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