49 你真的进得去黑洞吗?
前文提到,黑洞是一个引力大到光都无法从其中逃脱的天体。也就是一旦进入黑洞,便再也无法逃脱,但其实黑洞是很难进入的。
根据爱因斯坦的广义相对论,时空是可以被扭曲、压缩的。譬如,有一把一米长的尺子,当它置于引力场中时,长度会变短。但此处要注意,尺子自己并不会觉得自己的长度变短了,而是在引力场以外的人觉得尺子变短了。同样地,一段时间在引力场中,也会被压缩变短,如果拿着一块表走进引力场,你不会觉得自己的时间变慢,而是外面的人看你的时间会变慢,你的动作在外面的人看来变成了慢动作。著名的科幻电影《星际穿越》里,男主角和女主角去了一趟黑洞边上的行星,他们只去了三个小时,回到飞船上的时候,他们的同事已经过了20年了。片中引力场以外的20年,到了引力场里就被压缩成了三个小时。
用广义相对论来描述黑洞的边缘的话,其实是时空的压缩太剧烈了,把时空的尺度都压缩成零了。譬如,你去黑洞里玩一圈,我在外面帮你把风,我们约定好,你每隔1分钟给我发一条信息报平安。在这个过程中,对你来说,你还是每隔1分钟给我发一条信息,但问题是,随着你靠近黑洞边缘,我看这1分钟却是越来越长的。随着你越发靠近黑洞,你的时间流逝相对于我来说被压缩得越来越短,也许一开始我的1个小时被压缩成你的1分钟,到后面我的10个小时才被压缩成你的1分钟。随着你越发靠近黑洞边缘,你的1分钟时间在我看来越来越长。到最后你无限接近黑洞的时候,你的1分钟将对应我的无限长时间。哪怕我长生不老,等到天荒地老、海枯石烂,我也看不到你真正到达黑洞边缘的那一天,能见到的只是你不断趋近黑洞边缘。所以在我看来你是永远进不去的。
换成你的视角,你能进入黑洞吗?是可以的。你进入黑洞的时间在你看来是有限的,问题是你的有限时间,对应于黑洞外的无限时间。也就是在你看来,全宇宙在转瞬间就结束了。宇宙都结束了,黑洞还在不在就不知道了。如果宇宙最终会在有限时间里迎来终结的话,在你真正进入黑洞前,全宇宙就结束了。根据这番推理,不管是你自己想进去,还是我看着你进去,只要宇宙的寿命是有限的,你都进不去。
但以上的讨论十分理想化,现实情况是,黑洞不仅会吸收很多物质,也会发生黑洞合并的情况。为什么现实中黑洞又能进得去呢?这里的关键是,我们并非进入了黑洞,而是黑洞来“迎接”我们,后文将继续分析。