回到過去、前往未來，黑洞為何是時光機？時空旅行真的可行嗎

黑洞是時光機，然而存在隱患。

這個視頻可視化模擬了黑洞的外觀，被黑洞引力俘獲的物質聚集成薄而熱的結構，稱為吸積盤。黑洞極強的引力會扭曲吸積盤中不同區(qū)域發(fā)出的光，因此外觀產生了變形。這里描述的黑洞能夠作為時光機，既可以回到過去，也可以前往未來……但存在隱患。

圖片來自宇航局戈達德太空飛行中心/杰里米·施尼特曼。

薩姆·巴倫，澳大利亞天主教大學

黑洞可以說是天然的時光機，我們可以利用它們去往過去或未來。不過，短期內不要指望我們能穿越回去觀賞恐龍。目前，我們還沒有制造出能夠靠近黑洞的航天器。然而，即便撇開這個小細節(jié)不談，試圖利用黑洞回到過去可能會變成你人生中的最后一件事。

黑洞是什么？

黑洞質量極大，通常是垂死恒星坍縮形成的。與行星、恒星一樣，黑洞周圍也有引力場。引力場是我們能夠“粘”在地球上的原因，也是地球圍繞太陽旋轉的原因。

按照經驗來說，一個物體的質量越大，其引力場就越強。正是地球的引力場讓我們極難進入太空。所以我們建造火箭：只有借助極快的速度，才能突破地球的引力。而黑洞的引力場極其強大，就連光也無法逃脫。這可能讓人難以置信，光速可是現在科學界已知的最快速度！

順便一提，這就是為什么黑洞是“黑”色的：我們不能像在黑暗中用手電筒照亮樹木那樣照亮黑洞。

空間的延展

愛因斯坦的廣義相對論告訴我們：物質和能量對宇宙有一種特殊的影響，它們能夠彎曲、拉伸空間。物體的質量越大，它對其周圍空間所造成的拉伸和彎曲就越大。

一個巨大的物體會在空間中創(chuàng)造一種類似山谷的“地形”。當物體靠近時，它們會落入這個山谷中。因此，當你足夠靠近任何大質量物體時，比如說黑洞，你會掉進去。也正因如此，光無法逃離黑洞：山谷的兩側過于“陡峭”，而光的速度不夠快，所以無法“爬”出去。

當你從遠處接近黑洞時，黑洞所形成的山谷會變得越來越陡峭。山谷陡峭到光無法逃脫的臨界點就是事件視界。事件視界不僅對未來可能出現的時間旅行者來說很有趣——它們對哲學家來說也同樣有趣，因為它們的存在影響我們對時間本質的理解。

黑洞扭曲時間

空間被拉伸時，時間也一樣被拉伸?？拷筚|量物體的時鐘會比靠近質量小得多的物體時跳動得更慢。也就是說，與地球上的時鐘相比，黑洞附近的時鐘將走得緩慢許多。因此，黑洞附近的一年可能意味著在地球上的80年，就像你可能在電影《星際穿越》中看到的那樣。

這樣一來，我們就可以利用黑洞前往未來。如果你想抵達地球的未來，只需要在黑洞附近飛行，然后返回地球。而如果你足夠接近黑洞的中心，你的時間會流逝得更慢一些，不過只要你不越過事件視界，就應該能夠逃脫黑洞、回到地球。

時間的循環(huán)

那么過去又是什么樣的呢？這就是事情變得真正有趣的地方。黑洞對時間的扭曲非常之大，以至于它可以繞回原點。

想象一下，連接起一張紙的兩端，形成一個圈。這可能就是黑洞對時間的作用。于是，一個天然的時光機誕生了。如果你能以某種方式進入這個被物理學家稱為閉合時間曲線的循環(huán)，你會發(fā)現自己在空間里的軌跡從未來開始、在過去結束。

在這個循環(huán)中，你還會發(fā)現事件因果很難解開。過去的事情會導致未來事情的發(fā)生，而你在未來的旅行又會導致過去的事情發(fā)生。

隱患

所以，你發(fā)現了一個黑洞，并且想用你足夠可靠的宇宙飛船靠近黑洞、穿越時間回去拜訪恐龍。聽起來真是好運氣。

不過，這件事有三個問題。首先，你最多只能穿越到黑洞的過去。也就是，如果黑洞是在恐龍滅絕后才產生的，那么你沒辦法回到足夠久遠的過去。

其次，你很可能要穿過事件視界才能進入時間循環(huán)。這意味著，要想在過去的某個特定時間走出循環(huán)時，你需要離開事件視界。然而離開事件視界需要旅行速度超過光速，我們非常確定這是無法做到的。

最后，也可能是最糟糕的，你和你的飛船會經歷“意大利面化”。聽起來很美味，是嗎？不幸的是，這可不是什么好事。在你穿過事件視界時，你會被拉扯開，就像一根面條。實際上，你可能會被拉得非常薄，甚至變成一串原子在虛空中螺旋上升。

因此，雖然思考黑洞的時間扭曲特性很有趣，但在可預見的未來，回到過去、探訪恐龍將不得不停留在幻想層面。

薩姆·巴倫，澳大利亞天主教大學，科學哲學副教授

基本論點：黑洞是時光機，能夠穿越到未來和過去。但這件事并不是那么簡單。

BY:EarthSky Voicesand

FY: 雨上蕭

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