宇宙的黑洞里面是什么

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黑洞，经常出现在科普文章和科幻小说中，是一个熟悉的名词，但黑洞是什么？好像又奇怪了。接下来用简短的语言解密对你来说什么是黑洞？

黑洞示意图。图片:美国宇航局/JPL加州理工学院

在你了解黑洞之前，我们先了解一下逃逸速度是多少。

一定要跑得快才能出黑洞吗？

脱离速度是指无动力物体脱离天体表面不坠落的最低速度。以地球为例。不考虑地球大气层，物体离开地球的速度是每秒11.2公里。只要物体的速度超过每秒11.2公里，就会永远离开地球。如果物体的速度小于逃逸的速度，它就会落回地球。分离的速度与天体表面的引力有关，而与物体本身的质量无关。一块小石头和一栋房子从地球表面分离的速度是每秒11.2公里。

月球的引力比地球小，所以从月球表面出发的速度只有每秒2.4公里。太阳表面的引力比地球大，所以从太阳出来需要每秒618公里以上。

如果是在黑洞的表面(视界)，离开黑洞的出发速度是多少？黑洞的逃逸速度超过每秒30万公里，也就是比光速还快。但是世界上没有东西能跑得比光更快，所以即使是光也无法离开黑洞的表面。也就是说，东西一旦落入黑洞的活动视界，就再也跑不出去了。因为即使光是不可或缺的，黑洞也不会发出任何光(或电磁波)。这样的物体被称为黑洞。

史瓦西的黑洞

黑洞的概念最初是从理论上计算出来的。1915年，爱因斯坦发表了广义相对论。几个月后，德国物理学家卡尔·卡尔·史瓦西发现了爱因斯坦引力场方程的精确解。史瓦西的精确解导出了所谓的史瓦西半径，即不旋转不带电的黑洞大小。在这个黑洞的半径范围内，任何东西都无法逃脱，包括光。

史瓦西的一张照片。图片来源:WJ维基百科

史瓦西把自己的计算结果发给了爱因斯坦，爱因斯坦非常惊讶，因为爱因斯坦自己当时只算出了近似解，而爱因斯坦用这个近似解成功地解释了水星的近日点进动。更令人敬佩的是，史瓦西当时病重，在苏联前线为德军作战。他在这种情况下能取得如此惊人的成绩！

史瓦西在给爱因斯坦的信中写道，“如你所见，这场战争对我来说并不坏。虽然我身处战争之中，但战争让我暂时远离这个世界的纷扰，徜徉在你创造的世界里。从这段话中，我们可以看出史瓦西对科学的热爱。不幸的是，史瓦西于1916年5月去世，享年42岁。

可能黑洞这个概念太诡异了。爱因斯坦不认为宇宙中真的有黑洞。他认为黑洞只存在于相对论的概念中，是理论计算出来的东西。这个连爱因斯坦都怀疑的天体存在吗？关于黑洞的7个问题:

什么是黑洞？

如果太阳变成黑洞，地球会被吸进去吗？

黑洞是怎么长大的？

天鹅座X-1是黑洞吗？

你能让时间空带着黑洞旅行吗？

黑洞和黑洞碰撞会发生什么？

星系中心有大黑洞吗？

大麦哲伦星云前方黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应，它产生两个放大倍数来扭曲星云最高点的视野。银河星盘出现在顶部，扭曲成弧形。照片:阿兰·r

来源:屋顶上的天文学家