IT工程師數位筆記本

黑洞真的是吞噬了物體嗎？好吧, 既然問題中提到的核心是時間變慢，我們就認為這是在廣義相對論（廣相afterhere）的框架下討論問題咯。

首先，要做出澄清的是，廣相的框架下沒有引力的概念，我們感受到的引力是時空扭曲的體現。不管是地球繞著太陽轉還是蘋果掉到地上，都只是（質量影響下）時空幾何中的“勻速直線運動”（正式名字叫測地線）。便于敘述，我們還是使用“引力”這個詞。

第二，黑洞來自廣相的解。施瓦西解是廣相最簡單的一個解（球對稱解），地球、太陽的引力都可以用施瓦西解描述。在施瓦西解下，當物質的密度足夠大，那么任何作用力都無法阻止引力塌縮，于是物質塌縮為一個奇點，形成黑洞（施瓦西解的奇點是一個點，對于Kerr黑洞，即有角動量的黑洞，奇點是一個環）。太陽沒有塌縮是因為內部的熱壓力，不過太陽失去熱壓力也不會成為黑洞，而是白矮星 ；白矮星沒有塌縮是因為內部的電子簡并壓 ，不過電子簡并壓無法支撐的白矮星也不一定會成為黑洞，而可能是中子星 ；中子星沒有塌縮是因為內部有中子簡并壓，但是再往上就沒有更強大的壓力了，所以中子星質量大于某個上限的話（因此密度大于某上限）則一定會塌縮成為黑洞。在廣相的理論下，我們除了承認黑洞存在，沒有其他的選擇，盡管愛因斯坦也不喜歡黑洞這個解。

第三，白洞和蟲洞可能是有趣的東西，但都不是嚴肅的話題，只是科幻的題材。無法證明也無法證偽的東西不屬于科學的范疇。

最后，我們來直面這個問題：
施瓦西解有兩個奇特的地方：一個是視界，一個是中心。
視界也就是無限紅移面，在遙遠的觀測者看來越是接近視界，時間會越慢，所以這就是題主的問題。但注意時間變慢是對于遙遠的觀測者所看到的來說的，因此對遙遠的觀測者來說，永遠看不到物質掉落到視界以內，因為接近視界時間會變得無限慢。但實際上光和物質在自己的坐標系里都可以毫不費力的穿過視界，抵達視界內部。所以題主的問題，物質掉進去沒有？當然掉進去了，在物質的當地時間里，他們一下就穿過了視界。
大家如果可以翻出《星際穿越》來看的話，Cooper利用黑洞引力彈弓效應時，可以看到當吸積物質運動到視界邊上是變慢的（作為遙遠觀測者的視角看到的），而Cooper自己掉進黑洞內是一直加速的并且一下子穿過視界（自己的坐標系內）。所以這片子拍的還是挺不錯的，這種細節都有注意到，畢竟有Kip Thorne當科學顧問。

多說一些：
視界之所以叫視界是因為任何東西（包括光）都不能穿出視界，因此我們不可能看到視界以內，所以叫黑洞，實際上黑洞的定義就是視界包圍的區域。視界以內的物質只能毫不猶豫的朝中心奔去。也是因此有了施瓦西解的奇點——中心，既然所有物質都無可改變的朝中心去了，中心的密度自然是無限大了。要解決無限所引起的困惑已經超越廣相的能力了，只能期待新的理論，例如弦論。發現施瓦西解的這位施瓦西先生在愛因斯坦發表廣相一個多月后就解出了這個解。然而他在發表結果后不久死于一戰。

在觀測中黑洞是存在的，最安全的例子就是我們銀河系核心黑洞 Sgr A* （4.1 Million Solar Mass）。我們不可能看到視界以內，甚至目前我們也看不到吸積盤（吸積物質堆積形成的盤），認證Sgr A* 的證據是周圍恒星幾十年的Kepler運動軌跡。你說這就可以認證黑洞了？足夠了！并且我們可以證明有物質正在連續地掉落到這個黑洞里去，那就是通過黑洞周圍吸積盤的輻射，盡管非常非常少。

好了，看完這個答案，需要記住的最zhuangbility的幾點是：
1. 引力不是力，是時空的扭曲的體現。
2. 拋棄絕對時間的觀念。這是狹義相對論就拋棄了的東西，而老愛自己說：相比于廣相，狹義相對論就如同兒戲一般。
3. 黑洞很平常。仰望星空的時候，看到銀河系，告訴自己那中間就有個4百萬太陽質量的大黑洞。同時，宇宙中遙遠的黑洞為這個平凡星球上的普通人創造了很多的飯碗。

來源：知乎 www.zhihu.com
作者：費米子


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