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我們就生活在 黑洞里

俄羅斯套娃似的宇宙

黑洞總有些讓人匪夷所思的現象。前面的文章已經談到,黑洞的視界把奇點包了起來,所以即便裡面發生天大的奇蹟,我們在視界外的科學家也不用擔心,因為裡面發生的任何事都不會影響到外面來。

但是,有沒有「裸露」的奇點,也就是沒被視界的「衣服」遮起來的奇點呢?其實是有的。比如說,天文學家根據觀測發現我們的宇宙正在膨脹,如果倒推回去,那麼大約137億年前,整個宇宙都縮成了一個體積無限小、密度無窮大的奇點。這個奇點就是一個裸奇點。由這個奇點爆炸誕生了我們的宇宙,宇宙況且都是由它創造的,當然就不是那類跟我們毫不相干的奇點了。

不過2010年9月,美國的一位宇宙學家提出一個石破天驚的想法,他認為這個裸奇點很可能只是一個假象,原因是我們自己就生活黑洞裡面,所以感覺不到奇點穿著「衣服」,就以為它「裸」了!

這個觀點來源於他的計算。他發現,在計算中一旦把粒子的自轉考慮進來,真正密度無窮大的奇點就不會形成。當物質密度達到10

50

千克/立方米時,被擠成一個小點的物質就又開始反彈爆炸開了,形成一個新的宇宙。而我們所謂的宇宙大爆炸很可能也是這麼回事。

按這個觀點,我們就生活在黑洞裡面;這個黑洞存在於一個更大的宇宙之中;而我們這個宇宙中的黑洞里又藏著更小的宇宙。這就好比俄羅斯套娃,一個大宇宙里藏著許多小宇宙(因為一個宇宙里有很多黑洞),每個小宇宙里又藏著很多更小的宇宙,一層套一層……大宇宙中的物質掉進黑洞,有去無回,而對於藏在黑洞里的小宇宙來說,就好像物質無緣無故地從一個洞里冒出來。黑洞的特點是物質只進不出,而這另一個洞的特點是物質只出不進,物理學家稱之為「白洞」。黑洞和白洞就好比一根連接著大宇宙和小宇宙的管子的兩頭,在大宇宙那頭,是黑洞,在小宇宙這頭是白洞。物質只從大宇宙流向小宇宙,不會倒著流。

那麼,我們這個宇宙的白洞在哪裡呢?他說,天文學上觀測到的伽馬射線暴一直得不到合理的解釋,很可能它們就是白洞出來的物質發出來的。

這位宇宙學家甚至提供了一種驗證他的觀點的辦法。我們知道,多數黑洞都在自轉,自轉有一定的方向。假如我們的宇宙真的藏在一個黑洞里,那它勢必也要跟著旋轉,這樣一來,空間必然也有一個方向是特殊的,就比如對於我們地球人,地球自轉軸的方向就是一個特殊的方向。如果能觀測到這樣一個方向,那對於他的猜測就是一大支持。

需要說明的是,即使按這個離奇的理論,也並不是說所有黑洞里必定藏著一個小宇宙;只是說那些奇點發生了爆炸的黑洞里可能藏著一個小宇宙。因為爆炸發生在另一個宇宙里,不會對我們這個宇宙產生任何影響,所以這個理論還是滿足廣義相對論的要求的,即——黑洞內部發生的事情不能影響到外面來。

通往另一個宇宙的「通道」

我們已經提供了一種通過黑洞旅行到另一個宇宙的可能,不過那些宇宙是俄羅斯套娃似的有大有小,一層套一層的;其實物理學理論上還提供了另一種通過黑洞到另一個宇宙的可能,在這一幅圖景里,宇宙談不上大小之分。

現在請想像一下:假如存在著一個更高維的空間,姑且名之「超空間」,我們的宇宙只是這個超空間在三維空間的一個投影。在這個超空間中,還漂浮著許多別的宇宙,一般情況下,這些宇宙彼此沒有交往。

一說起超空間你大概就要頭疼了。為了便於理解,那就不妨把包括我們的宇宙在內的所有宇宙想像成二維的,這樣,超空間就是我們所熟悉的三維空間了。飄浮在「超空間」里的宇宙,就好比在三維的空間里飄浮著的一些小紙片,而黑洞則是在紙上像長筒襪一樣陷下去的小兜。

讓我們繼續想像。現在,我們宇宙中一個恆星坍縮變成了一個黑洞。黑洞里的物質繼續坍縮,高度壓縮的物質使其周圍的空間也發生了強烈的彎曲,甚至形成一個封閉的像水滴似的小宇宙。這個小宇宙通過我們大宇宙中的黑洞滴落下去,進入超空間,就像一滴水從水龍頭裡滴下去一樣。這個小宇宙在超空間中漂了一陣,終於遇到了另一個宇宙,彷彿水滴落到了池子里的水上。這樣,它就從一個宇宙分離出來融進了另一個宇宙。而對於另一個宇宙來說,在滴落的地方就彷彿從一個洞里憑空冒出許多東西來。

這可真有點像驚險科幻小說!但這個圖景在理論上是允許的。不過現實卻要對它說「不」了。因為要產生這種黑洞,坍縮前恆星要求完全球狀,密度必須絕對均勻,沒有旋轉,裡面的氣體沒有一絲擾動……一句話,就是要滿足奧本海默先前的那些條件,此外還要求恆星帶電(因此這種黑洞也是帶電的)。但我們已經知道,奧本海默的條件在現實中是不可能滿足的,吹一口氣就能讓它灰飛煙滅,所以這類黑洞不過是理論上的一種假想。

除非,我們現在的理論還需要修改。啊,請繼續想像黑洞會發生什麼怪事吧!


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