對於黑洞,人類對它知之甚少。1916年,壹位偉大的物理學家提出了廣義相對論,他就是愛因斯坦,在他的廣義相對論中,可以簡潔地用壹句話來描述愛因斯坦的時空觀,質量決定時空如何彎曲,時空彎曲決定物質如何運動。愛因斯坦他自己對於他的這壹理論抱有很大的信心,他曾經說,別人都認為空間與時間是相互獨立的,而我認為時間與空間是壹起的,如果我不提出來廣義相對論,可能今後五十年內都不會有人提出來。
愛因斯坦在1916年正式發表了廣義相對論,並在論文中給出了引力場方程,同壹年,正在歐洲壹戰戰場上服役的德國物理學家史瓦西,他就給出了愛因斯坦引力場方程的首個方程解,這個解表示的意思就是1969年物理學家惠勒所定名的黑洞。
這個解反映了什麽呢?
如果大量的物質聚集於空間中的某壹點,這個點的周圍會存在壹個“界面”,若是有物質包括光線掉進這個“界面”裏,就無法出來。這個界面,科學家稱其為“視界”。物質壹旦進入,就會頭也不回地向著“奇點”聚集,物質將全部坍縮至中心奇點。
在宇宙中,當壹顆大質量恒星發生超新星爆發之後,由於整顆星體的物質抵抗不了引力坍縮,而會壹直坍縮下去,全部坍縮至臨界半徑時,就再也無法克制住了,將繼續全部的坍縮至奇點,形成黑洞,並在它周圍形成壹個視界,任何物質落入視界,也將被吸入奇點中。
有人問,那麽多的物質全部聚集在壹個體積無限小的奇點中,這實在是讓人無法相信,物質會不會通過了奇點之後,抵達了另外壹個宇宙呢?
我們知道在廣義相對論中,物質的質量會決定時空如何彎曲,打個比方,用壹個彈簧墊子來描述時空,如果放壹個鐵球上去,鐵球會凹陷下去,在鐵球的周圍會出現壹個凹坑,且鐵球越重,凹坑越深,任何物質在凹坑的邊緣處都會掉入凹坑中,這也是引力的相對論描述,它並不是吸引力。黑洞在時空中的表現是怎樣的呢?像圖中這樣,它似乎要把時空床墊壓穿了。
但無論黑洞怎麽樣,它還都是本宇宙中的壹員,它所吸收的物質並沒有吐在另外的宇宙中。1964年,物理學家諾維科夫提出了“白洞”這個概念,他認為黑洞吞進去的物質可以由白洞吐出來。霍金對於此提出了自己的看法,也就是我們常說的霍金輻射理論,霍金認為,黑洞也會輻射,並不是只進不出,只要有足夠的時間,黑洞也會蒸發完畢,質量越小的黑洞越“熱”蒸發得越快,質量越大的黑洞蒸發得越慢,白洞其實就是黑洞本身。
黑洞是壹個非常有趣的科學問題,因為關於它有很多的科學猜想,這些猜想都還未得到關於它的觀測證據來證實它,不過,依據現在已有的看法來看,黑洞確實存在,它產生於我們的宇宙中,也將消逝於我們的宇宙中,與其它的宇宙好像並沒有什麽關聯。至於存不存在其它宇宙,這都還是壹個大問題呢。