重温《星际穿越》中的黑洞之旅！

北京时间2019年4月10日21时整，人类首张黑洞照片将在全球六地同步发布，届时将揭开黑洞的真实面纱。

在等待人类首张黑洞照片的同时重温了克里斯托弗·诺兰执导的科幻电影《星际穿越》，影片中男主角进入黑洞，并把黑洞数据给人类，从而得到准确引力。

何谓黑洞？

影片中展示的“黑洞”形象

黑洞以光速或者超越光速的速度旋转着，将周围宇宙的物质一点点地吸引过去，空间塌陷。这个黑洞其实是一个有史以来最精准的黑洞模型，科学杂志上也已发表相关论文。

理论上讲，黑洞本是一颗恒星，然而它最终没有熄灭或爆炸，坍塌成一个小小的、不可逃逸的奇点（singularity），一道光轮环绕着里面的球形大漩涡。

黑洞引力极大，以至于弯曲了宇宙的结构。

爱因斯坦对此进行了解释：质量越大的物体，产生的引力就越大。像恒星和黑洞这样的物体就能产生巨大的引力，导致光线弯曲，时空扭曲。更神奇的是，如果你离黑洞比我近，我们对时间和空间的感觉会不一样。相对来说，我的时间会过得快一点。

导演为了向观众传达黑洞是球状的这一信息，就让黑洞看起来像是一个个圆盘，而且它可以使笔直的光线拐弯。

黑洞抑或虫洞真的能穿越吗？

惠勒意识到爱因斯坦-罗森桥入口的特性与史瓦西黑洞（Schwarzschild black hole）的描述恰好相符：一个由物质组成的球体，密度大到连光也无法从它的引力场中逃逸。天文学家认定黑洞是存在的，认为大质量恒星核心坍缩之后就会形成它们。所以黑洞可以同时是虫洞，亦即星际旅行之门吗？数学上来说，可能可以——但是没人能活着完成这次旅行。

影片中花朵状的永恒号太空船正在接近虫洞

在史瓦西模型中，黑洞的核心是一个奇点，一个具有无限大密度的，中性的，静止的球体。惠勒说，就是两个史瓦西黑洞通过隧道相连。他发现这样的虫洞天生就不稳定，这样的隧道可以形成，但是很快就会收缩“夹止”（即从中收缩断开），重新形成两个独立的奇点。这个过程非常快，隧道从形成到断开的时间如此之短，以至于连光都来不及从中穿过。而且如果宇航员想要从中通过的话，必然会遇到其中的一个奇点——这是件必死无疑的事情，因为奇点巨大的引力会将任何一个试图靠近的人撕得粉碎。

索恩也在这部电影的配套书籍《星际穿越中的科学》中写道：“任何试图穿越（虫洞）的人或物都会在夹止过程中被毁灭。”

广义相对论认为还有可能存在着一种转动着的克尔黑洞（Kerr black hole）。

克尔黑洞（Kerr black hole）

克尔黑洞是爱因斯坦场方程预言下的一类带有角动量的黑洞，是二种旋转黑洞中的一种。爱因斯坦方程有一个只依赖于这两个参量的精确解。这个解由新西兰物理学家罗伊·克尔(RoyKerr)于1962年得到，描述的是转动黑洞的引力场。

但是与剧中史瓦西黑洞中的球体不同，克尔黑洞中的奇点是一个环。有一些模型认为，人可以舒服地从这个环的中间通过，就像篮球通过篮筐那样。

剧的科学指导、著名的天体物理学家索恩对此观点有诸多异议。在1987年他发表的一篇关于穿越虫洞的论文中，他提出克尔黑洞的喉部具有一个非常不稳定的区域，叫做柯西视界（Cauchy horizon）。

数学告诉我们，任何物质，包括光，试图通过这一视界的时候，这个通道都会坍缩。而且即使通过什么特殊的途径使得这个虫洞稳定下来，量子理论告诉我们虫洞里也将充满各种高能粒子。

简单的说， 黑洞之旅的后果，要么会被灼热的伽马辐射杀死，要么会被黑洞引力撕碎。