當一個質量足夠大的恆星結束生命，或者兩個足夠大的恆星殘骸合併時，黑洞就誕生了！它的事件視界與其質量成正比，周圍有一個不斷膨脹的物質吸積盤。（歐洲航天局/哈勃，歐洲南方天文臺，M. 科恩梅塞爾）重力和時間跟我們想象的很不一樣，讓我們看看這一切會如何結束。
如果只能知道一個關於宇宙的問題的答案，我們會問什麼？我們最想知道什麼？隨著年齡的增長，大多數人都忽略了我們兒時想知道問題的答案的心情，這就是為什麼我很高興收到埃裡克·厄布的消息的原因，信中提到了他二年級的兒子特里斯坦從班裡帶回家的十個問題。激起特里斯坦的好奇心的是其中兩個最大的謎團——重力和時間。我剛才問了他，把他想知道答案的兩個問題歸結為：
- 當我們掉進黑洞時會發生什麼？
- 為什麼我們會受到重力的作用？重力是如何作用於我們的？
讓我們重頭開始，確保能夠得到所有問題的答案。
圖解：普通物質會被地球阻擋，但暗物質會直接穿過地球，形成一個近乎完美的橢圓。這是任何系統都會經歷的結果，如果唯一作用在暗物質上的力是引力，那麼其他作用力都可以被忽略。（來自DAVE GOLDBER- ASK A MATHEMATICIAN/ASK A PHYSICIST）
我們首先要意識到的是，只要我們還在這個宇宙中，而且沒有受到外力的作用，我們就“自由”了。我指的不是在某些法律或人權意義上的自由，而是不受任何外力推動或拉動的自由。我們可以想象自己是一個在太空中自由漂浮的航天員：沒有地面的支撐，遭受不到空氣分子的撞碰，沒有椅子可以坐，也沒有其他人的觸碰，我們在宇宙中是自由的。儘管我們並不會經常這麼想，但這也意味著我們被地心引力隨意地推來推去。
圖解：美國宇航局宇航員布魯斯·麥克坎德利斯 （Bruce Mcccandless） 在 STS-41-B 號上進行了有史以來最長的不受束縛的太空行走。在不受外力的作用下，他就可以做自由落體運動; 他體驗了純粹的“自由”，除了重力以外沒有受其他力的影響。（圖源：美國航天局）
當然，雖然我們可能感覺不到，但重力總是在拉扯著我們。你會認為重力是我們在地球表面感受到的力嗎？不，那些是已經與重力平衡的力，比如椅子，地面或其他支撐我們的平面帶來的力。不考慮這些力，重力就像在做自由落體時，瞬間失重的感覺。或者可以描述為，此刻我們只受重力的作用。
不過，宇宙中到處都是有質量的物體（質量體）；地球、太陽是，宇宙中的所有世界，恆星和星系都是有質量的。發揮我們的想象力，空間不會是一個平面的網格，由於各種有質量的物體存在，空間會被扭曲。我們在重力的影響下穿梭宇宙時，扭曲的部分將決定我們如何移動。
原本是空無一物的三維網格，由於質量的下放使原本是 "直線" 的東西變得彎曲。在廣義相對論中，我們將空間和時間視為是連續的，包括不限於質量的所有形式的能量都會導致時空彎曲。 （圖源：Christopher Vitale-Networkologie克里斯托弗·維泰）
重力就是空間因為質量 （和能量） 的存在而產生的彎曲，以及對存在於該空間中的其他物體 （比如我們）產生的影響。當然，這個概念並不是一成不變。隨著質量體在空間上移動，空間的結構不斷變化。地球繞太陽運行時，空間的扭曲程度會改變。太陽繞著星系移動時，空間的曲率會發生變化。隨著恆星的形成、活躍、爆炸和死亡，空間結構也在發生變化。
這是偉大的宇宙之舞的一部分，也是重力故事的一部分。伴隨著宇宙中發生的一系列運動，比如質量體的移動和變化，以及宇宙的膨脹，空間的結構也在變化。重力永遠是真實的，就好像我們做自由落體一般，不斷拉扯著所有人。
該動畫準確地展現出了時空如何響應質量的移動而移動，不僅是一層結構，整個空間都因宇宙中物質的特性和能量而扭曲（Lucasvb盧卡斯波）
如果以足夠的速度和正確的方向從正確的位置移動，我們可以圍繞宇宙中的任何質量體形成一個穩定的軌道。但是一不小心，就會落到我們試圖繞軌道運行的質量體上。火箭的發射速度不足，它會落回到地球。過於減慢一顆行星的環繞速度，它會掉向太陽。而減緩一顆繞軌道運行的恆星的速度，它就會掉落到星系的中心。而在最極端的情況下，如果我們的環繞運動出現偏差，我們可能會掉進黑洞。黑洞是質量的極限：一個如此密集、如此巨大、如此緊實的黑洞，一旦掉進去，什麼都無法從中逃脫。即使是宇宙的極限速度——光速，也逃不掉。
圖解：在黑洞的事件視界之外極度扭曲的時空。隨著我們距離質量體的位置越來越近，空間會扭曲地更加嚴重，最終在內部形成一個連光也逃不掉的地方，它被稱為事件視界。（圖源：PIXABAY用戶，約翰內斯堡）
當我們接近黑洞的事件視界時，會發生一些有悖常理的事情，一旦越過它，事情只會變得更糟。所以說一旦衝破那個看不見的屏障，我們就永遠都無法逃脫。
當我們遠離黑洞時，空間結構就不會那麼扭曲了。事實上，當我們遠離黑洞時，不論是與中子星、普通恆星，還是氣體漫射雲相比，它的引力與其他質量體沒有什麼差別。從遠處看，我們只能猜測是質量體的存在，而不是它們的特性或分佈導致了時空的扭曲。不論用什麼物體來代替黑洞的位置，我們都會做自由落體。只是看起來與黑洞存在時的情況不一樣。
圖源：在銀河系的背景中，黑洞輪廓是什麼樣子的。事件視界是任何光線都逃不掉的黑暗區域。（SXS 團；BOHN等，2015）
隨著與黑洞的距離逐漸縮短，我們會感到有些奇怪：有一種力量在拉扯我們的身體。如果我們的腳比頭更接近事件視界，我們會感覺到從頭到腳的伸展，而兩側會被壓縮。這些都是潮汐力，也是導致地球海洋漲潮的力。只是，黑洞的潮汐力要強得多，我們離得越近，潮汐力帶來的伸展和壓縮就會愈發嚴重。它會把我們拉得又細又長，直到我們變成一根麵條。科學家們用一個非常有趣的詞來描述一個物體掉進黑洞時發生的事情——意麵化！
圖解：即使我們一開始是一個完美的球體，我們也會在向黑洞的方向上被拉長，被壓縮到與它垂直的方向上。物體中心的力將等同於平衡力，而遠離中心的不同點將經歷不同的力。這是受“意麵化”影響的結果。（圖源：Krishnavedala- 維基共享資源）
我們將會看到引人入勝的一幕。從遙遠的地方望去，我們只會看到它周圍的空間扭曲了，好像這個質量體提供了一個巨大的宇宙透鏡來扭曲它周圍所有的光線。但當我們全副武裝，乘坐堅不可摧的宇宙飛船旅行時，隨著不斷接近黑洞，我們會發現一些奇怪的現象。當我們與黑洞的距離縮短到之前的兩倍時，它的角直徑似乎增大了兩倍多。當我們再縮減一半距離時，角直徑似乎又變得更大了：變成了最初的四倍多。
與我們熟知的其他物體不同的是，空間有著難以置信的曲率，多虧這不可思議的時空曲率，導致黑洞的生長速度似乎比我們預想的要快得多。
圖解：在廣義相對論下，力可以拉伸和扭曲空間，從黑洞後面發出的光就會在它周圍彎曲，留下一個很大的暗盤，與黑洞的事件視界相對應。（圖源：Ute Kraus- 物理教育組，希爾德斯海姆大學）
簡而言之，質量扭曲時空，但當我們越來越接近一個密度極大的質量體時，比如黑洞，空間的曲率就會越來越大，我們身上的潮汐力和意麵化的效果就會增強，黑洞周圍發出的光線也被進一步彎曲。與實際上的物理大小相比，事件視界會顯得更加巨大。在宇宙背景中，遙遠恆星的位置遭到了劇烈的扭曲變形，並且事件視界將開始佔據我們的整個正面視野。
圖解：當我們掉進黑洞或僅僅接近事件視界時，它的大小和規模看起來比實際大小大得多。對於一個處於外部的觀察者來說，當我們掉入黑洞時，我們的信息會被印刻在事件視界上。目前我們還不知道，伴隨著黑洞的蒸發，這些信息會有怎麼樣的結果（圖源：Andrew Hamilton /Jila-科羅拉多大學）
當我們距離事件視界越來越近的時候，它填滿了我們面前的一切。一旦越過，我們的命運就註定了。除了中心的奇點之外，沒有多少能量可以讓我們移動到別處了。在奇點上，我們會在幾秒鐘內被壓成亞原子粒子。
不，我們還有救！
如果還沒有越過事件視界，我們還可以出去。只要提供足以遠離事件視界的加速度，我們就可以逃離它的重力，回到安全的宇宙，遠離黑洞，回到趨近於平坦的時空。引力傳感器會告訴我們，在指向黑暗中心的地方有一個明顯的下降梯度，而在方向相反的地方卻依然星光熠熠。
上述現象已經八九不離十了；需要強調的是，當我們掉進黑洞的時候，星光的顏色會變化。在重力的影響下空間會進一步扭曲，加速了落在視網膜上的光線，使它們看起來更藍。如果朝著事件視界前進，最終我們會看到，星光在身後匯聚成一個光點，它在引力藍移的作用下變成藍色。在跨越事件視界的最後一刻，光點由紅變白，由白變藍。這是我們掉進黑洞前對外部宇宙的最後一瞥，宇宙微波和射電背景在此刻轉化成了可見光。
圖解：這將是任何人都可能看到的宇宙微波背景圖，非常奇怪、頗具異國情調：人生的最後時刻，掉落黑洞中心的奇點之前，引力藍移的能量來源於我們身後的一個小點。（圖源：E.Siegel）
最後……黑暗，虛無。在事件視界內，來自外部宇宙的光根本無法到達我們的飛船。我們試圖啟動引擎，但是現在無論我們做什麼都是無用功。所見非真：無論往哪個方向走，奇點都會在我們面前。
這個嚴重扭曲的空間很奇怪，其實我們看不到奇點。實際上，外部的光跟我們一起進入黑洞，越過我們面前的事件視界，與我們若即若離。下面的視頻展示了，如果來自外部宇宙的光伴隨著我們一起掉進黑洞會發生什麼（我們將在視頻的37秒處穿越事件視界）。
從越過黑洞的事件視界的那一刻起，只需要幾秒鐘我們就能被壓成碎片。但在最大的黑洞中，我們有可能通向其他地方：一個白洞，另一個宇宙，或者一個被籠罩在事件視界之後的，我們難以想象的新空間。目前，我們無法從外部獲得任何關於事件視界內的信息，我們所擁有的只有理論。
不過最好還是不要掉進黑洞，因為最可能的情況是被撕成碎片或被壓扁。但如果你真的進去了，你將是唯一知道它確切樣子的人，是第一個探索黑洞裡面的祕密的人。不過你可能不會想這樣做，這可以說是明智的選擇。但在這個宇宙中，如果我們想成為這第一人，那麼我們必須冒著一些風險去探索。也許你，讀到這篇文章的你，會成為第一個給出確切答案的人。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. medium
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