宇宙的神秘面纱已经被我们轻轻掀起了一个小角，人类就像一个好奇的小孩小心翼翼地往里面瞄了一眼，顿时从头震撼到脚。但是各位亲爱的读者，你仅仅是看到了真相的冰山一角，后面的风景才将真正挑战你思维的极限，让我们顺着时空弯曲这条道路继续往下，看看还有什么惊人的推论在前方。
通过水星进动现象和星光实验，我想我大概已经让你相信引力确实可以弯曲空间了。那么让我们顺着这根线索不要停止思考，继续深入下去。什么东西产生引力？对，是质量。质量越大，引力越强，引力越强，空间弯曲得越厉害。请把我们的宇宙空间想象成一张细密的网，任何有质量的物体就像一个球放在这张网上，这个球质量越大，体积越小，则在这张网上下陷得也越深。刚开始只是像一个小小的凹陷坑，但是随着下陷的深度越来越大，就会越来越像一个空间中的“洞”
图5-13质量越大的物体在空间上造成的洞越深
任何掉进这个洞里面的东西想要出来，就好像井下的青蛙想要跳出来，就必须要达到一个能逃出来的最低速度，这个速度我们称之为逃逸速度。地球也会在宇宙空间中形成一个“洞”，不过地球质量很小，充其量也就是像沙滩上的一个脚印，那么要从地球上逃逸出去的速度是多少呢？这个在牛顿时代人类就会计算了（当时的人类并不知道引力是空间弯曲这个概念，当然更不可能有什么洞的概念，但是从研究运动和力的关系出发，同样能计算出逃逸速度），是11.2公里/秒，这也叫做第一宇宙速度，这个速度大约是民航客机速度的28倍，所以要发**卫星到太空去用飞机是不行的，非得用火箭才行。逃逸速度的值取决于天体的质量和半径这两个参数，所以用个形象思维就是一个同样重量的木球和铁球，因为铁球的体积要小得多，所以造成的洞就会深得多，因此要从这个洞中逃出来的速度也会大得多。大家想想，宇宙中跑得最快的东西是什么？上一章已经说过了，那就是光，没有什么东西比光的速度还快。那么有没有一种可能，这个洞是如此之深，逃逸速度比光速还要大，那么就意味着连光都休想从洞里面逃出来，那也就没有任何东西能从这个洞里面逃出来了，如果真有这样的洞存在，那么这个洞可真够黑的，永远是只进不出。德国有个大天体物理学家叫史瓦西（Schwarzschild 1873-1916）首先开始思考这个问题，他也是爱因斯坦的粉丝之一，他仔细研究了广义相对论，通过广义相对论的引力场方程计算出来了名垂千古的“史瓦西半径”（史瓦西自己当然不会给这个半径取名叫史瓦西半径，这里先提前借用一下，如果我是史瓦西，宁可不要用我的名字命名，看到后面就知道了），他的意思是说任何天体都存在这样的一个半径临界值，如果小于这个半径，那么它在宇宙空间这张网上抠出的这个洞就会成为一个名符其实的“黑洞”（黑洞这个词的正式出现一直要到1967年，笔者为了表述方便，提前借用，对严谨的学者们说声抱歉），这个半径的大小取决于天体的质量。史瓦西计算出来，说如果太阳的半径缩小到3公里的话，那么太阳就会成为一个黑洞，什么光也发不出来了，他还说如果把地球压缩到半径只有9毫米的话，那么地球也可以变成一个黑洞，任何物体，只要有质量，压缩到史瓦西半径以内，都会成为一个黑洞。史瓦西半径一公布出来，立即引起了包括爱因斯坦在内的很多天文学家和物理学家的兴趣，吸引了一大批科学家去深入研究这个恐怖的黑洞，只是我们可怜的史瓦西先生在算出史瓦西半径的当年就死于意外，年仅43岁，真是科学界的一大损失，为了纪念他，就把这个天体要成为黑洞的临界半径称之为史瓦西半径。
黑洞原理
黑洞在一开始出现的时候，仅仅是作为一个方程的解存在的，也就是说黑洞仅仅是一个数学概念，宇宙中到底有没有这样恐怖的洞存在，谁也不知道，因为既然是黑洞嘛，就是完全不发光的，那么天文学家当然也就认为是永远无法观测到的。不过后来随着研究的深入，人们渐渐发现其实黑洞也是能观测到的，有很多方法，比如，黑洞虽然是全黑的，但是它的质量和引力是实实在在的，引力产生的空间弯曲效应可以通过观测它旁边的星光的扭曲来验证，黑洞就好像一个透镜一样，在宇宙中运动的时候，边上的星光都会被扭曲变形。再比如，黑洞如果与一个恒星相遇，则这颗倒霉的恒星会被黑洞一点点的吞噬掉，那个景象就好像一只猫在玩一个毛线球，把毛线一点点地抽出来一样。再到后来，英国大科学家霍金研究发现，黑洞其实不是全黑的，黑洞的两极会发出巨大的辐**流，当然这些辐**不是可见光，但是用**电望远镜可以检测到这些辐**流。所有上面说道的这些方法都已经在这最近的几十年来被天文望远镜所证实，为了便于大家直观理解，我们来看一些经过艺术加工和夸张后的黑洞的图片：
图5-14方法一：这个就是黑洞的透镜效应
图5-15方法二：被黑洞吞噬的恒星
图5-16方法三：喷出巨大辐**流的黑洞
黑洞是广义相对论最重要的一个推论之一，一开始也是引起了巨大的争议，而且更由于刚开始大家普遍认为的不可观测性，所以怀疑的人就更多了（还记得我们在第一章说过的奥卡姆剃刀原理吗，如果一样东西永远无法被检测到，那就跟没有一样）。但是时至今日，已经没有任何人，哦，可能除了一些自认为的民间科学家以外，怀疑黑洞的真实存在性了。黑洞已经成为了广义相对论和天文学研究的标准对象。
黑洞还有个特别有趣的性质，因为它的质量大到把时间和空间都扭曲成一个洞了，空间被弄成一个洞你还好理解点，不就是进去的东西出不来嘛，那时间被扭曲成一个洞你能想象是怎么回事吗？在黑洞里面，时间停止了，准确的说，时间不存在了，时空在这个地方被打了一个死结（别再追问了，我也想象不出是啥样子）。假设有一个倒霉的宇航员不幸掉入一个黑洞，他在掉入黑洞的一刹那，从外面的观察来看，这个倒霉的宇航员的时间停止了，他的动作也停止了，他就像照片定格一样被永远定格在了黑洞的边缘，宇航员的亲人们永远也看不到他掉进去，宇航员的子孙后代世世代代都可以看到这幅定格的恐怖画面（后代们抱着儿子指着黑洞边缘定格的画面说看哪，儿子，这就是你18代祖宗），但是，如果你是那个倒霉的宇航员，时间对你自己来说仍然是一样流逝的，你仍然会感到自己掉进去了，到底掉进去以后会发生什么，谁也不知道，你别问我了，如果你去问霍金，他会这么回答你：“所谓黑洞，就是一切永远无法了解的事件真相的**。你明白了吗？”他看似回答了你的问题，其实跟我的回答是等价的。这个事情是不是很难以想象，外人（直到宇宙末日那天）都认为倒霉的宇航员永远处于将掉入未掉入的状态，而宇航员自己则认为自己掉进去了。
我说了，我们的思维不要停，继续往下深入，越往下想越神奇。让我带着你继续沿着上面的线索往下想，千万别走开，最神奇的事情马上就要发生了。
黑洞就是宇宙这张大网中时间和空间形成的一个洞，你看，就像这样：
图5-17 一个黑洞就像一个漏斗
越看越像一个漏斗。你有没有想过，如果宇宙中有两个这样的漏斗，刚好漏斗嘴对漏斗嘴接上了，会发生什么情况？
图5-18 虫洞原理
爱因斯坦和另外一个叫罗森塔尔的美国物理学家一起研究发现广义相对论的方程中，有一个解可以从理论上允许这种情况的发生，物理圈子里面的人把他称之为“爱因斯坦-罗森塔尔桥”，说这个连接部位就像一座桥一样连通了宇宙空间中的两个本来相隔得非常非常遥远的区域。我想起了前段时间看的一部美国大片《雷神托儿》中的台词：“我们那个世界把这个叫做彩虹桥，你们把它称之为爱因斯坦罗森塔尔桥。”但是很快人们就觉得，这个情景还是更像一个洞，只不过这个洞就好像一只虫子咬穿了一只苹果一样，这个比喻更形象，更深入人心。因此，这个爱因斯坦罗森塔尔桥大多数情况下都被叫做“虫洞”。
虫洞这个东西太神奇了，不但可以连通相隔遥远的宇宙空间，让你能突然从一个地方跨越几百光年出现在另一个地方，而且，它还能连通时间，让你从一个时间突然出现在另外一个时间，不光是从现在到未来，也有可能是从现在到过去。虫洞成了现在关于宇宙旅行和时间旅行的科幻小说的标准化理论，也成了地球上发生的无数古怪离奇的失踪案件和穿越事件的元凶，反正一切不可思议的事情都能用虫洞来解释，这个虫洞简直成了万能的。但是让我们从理性的角度再看一下这个虫洞，我们会发现如果桥的两头都是两个黑洞的话，那有什么意义呢？你从洞的这头掉进去，你也无法从洞的那头出来，。除非，广义相对论的另外一个叫“白洞”的推论也能存在，所谓白洞就是刚好跟黑洞性质相反的一个洞，这个洞不停地把物质以辐**的方式“吐”出来（迄今为止尚未有任何直接或者间接的观测证据出现）。如果虫洞的一头是个黑洞，另一头是个白洞，那么你就有可能从黑洞这头掉进去，从白洞那头被吐出来，不过即便吐出来了，你也成为了辐**的形式，也就是还原成为了基本粒子。看来，不论虫洞的两头是黑洞还是白洞，指望它来做真正的时间和空间旅行似乎死亡率都达到100%，看起来真是不够给力。于是为了让虫洞这个纯数学的产物能够更加富于浪漫色彩，更加便于科幻小说作家创作，最近10多年来有了无数种关于虫洞存在允许我们活着通过的可能性的理论问世，那真叫一个五花八门。说老实话，我是没有辨别真伪的能力的，总之每个理论都被冠以很牛的名称，还会出现很多超级玄的名词，不过这些名词我大多数都不认识。不管怎样，人类最可贵的精神就在于无限的想象力，没有这些想象力，我们是不可能从茹毛饮血的古猿进化成为能登上月球的万物之灵的，从这个角度来说，我们都应该感谢科学家、伪科学家、幻想家甚至妄想家。
根据奥卡姆剃刀原理，第二种思路更有可能接近真相，它需要的假设更少。
这也暗合司法界的无罪推定论，总不能非要找个嫌疑犯吧。
讲到这里，本章已经接近尾声了，让我们来梳理一下前面看过的那些风景。首先，爱因斯坦从对狭义相对性原理的不满意出发，把狭义相对性原理推广到了等效原理加广义相对性原理，然后从这两个原理出发，推导出了引力使得时空弯曲，继而又推导出了黑洞这么个不知道什么玩意儿的玩意儿，再从黑洞想到了虫洞，于是时空旅行有了理论可能性。这么一路走来，风景越来越奇特，如果我们不是这么一路走过来的，而是从光速不变的时候就直接告诉你光速不变说明时空旅行有可能，你一定会嘲笑我是不是精神出了问题，但科学的神奇就在于一步步往前走的时候，觉得每一步都是合理的，一段时间以后再回头一看，发现连自己都快不相信脚下的这片神奇土地了。难怪爱因斯坦会讲出下面这句名言：
“宇宙最让我难以理解的是居然它是可以被理解的。”
本章就到这里……
等等，等等，你突然大声叫起来，001，你忘记了一件最重要的事情。
什么事？
压轴大戏啊，压轴大戏还没上演呢，前面两章都有压轴大戏的，这章怎么可以没有，不带这样的，压轴大戏必须要有的，否则我们就赖着不走了。
哈哈，就等你们这句话呢，压轴大戏自然是早就准备好了，而且这部压轴大戏是绝对可以堪称压轴的，我们要让整个宇宙成为我们的演员，我们要对宇宙本身的生死做出终极思考，好戏这就上演！
--来自汪洁《时间的形状》
---未完待续---