是否存在一种东西 ， 它能从黑洞的一端进入 ， 再从另一端穿出或者消失？这一现象能证明其他维度的存在吗？
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图解：这幅画是一位艺术家画的天鹅座X-1黑洞 。 它是在一颗大恒星下沉时形成的 。 图中 ， 这个黑洞从它旁边的蓝色恒星中吸取物质 。 图源：NASA
好吧 ， 首先让我纠正你一个错误 。 虽然这并不怪你 ， 都是科幻惹的祸 。
科幻小说中所说的“交替维度”通常是交替的宇宙 。 并且 ， 仅仅因为黑洞不是你进入其他宇宙空间的门 ， 这也不能证明其他宇宙的存在 。
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图解：平行宇宙被视为是科幻小说 ， 而不再是科学 。 这种基于平行宇宙的电荷是不可探测的 ， 因此 ， 它们不符合科学的条件 。 然而 ， 与人们普遍认为的相反 ， 欧洲核子研究组织（CERN）收集的数据可能能够探测到平行世界的存在 。 图源：space
维度是另一回事 。 长度、宽度、高度都是维度 。 它们组成了我们的三维空间 。 时间是影响我们的第四个维度 。
有许多更高维度的物质存在 ， 从4维到20维 ， 这取决于它们的物理性质 。 我们不知道这种高维的物质有多少 ， 但是 ， 我们知道它们在哪里 ， 因为 ， 有质量的物体会弯曲周围的时空 。
现在 ， 开始进入黑洞吧…
黑洞是没有另一面的 。
它吃进去的物质是不会消失的 。 在广义相对论中 ， 物质是不会被摧毁的 ， 而是转换成了能量 。
这是对黑洞的艺术印象 。 稍后我将向您展示它的真实外观 。
接下来是上解剖课的时间了 。
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图解：该图由艺术家描绘其印象中的黑洞 ， 其中 ， 一个快速旋转的超大质量黑洞被吸积盘包围 。 这个由旋转物质组成的薄圆盘是由一颗类似太阳的恒星残留物组成 ， 它被黑洞的潮汐力撕裂 。 图中的标签介绍了黑洞的结构 。 图源：ESO
围绕黑洞旋转的云称为吸积盘 。 所有被黑洞引力捕捉的物体都缓慢地分解成气体 ， 并向黑洞表面坠落 。
视界(黑洞表面)的中心位置是一个黑色的球 ， 但是 ， 那不是黑洞 。
为了理解什么是视界 ， 可以将它看作一个小边栏 。 当有人说黑洞是如此地强大 ， 以至于连光都能吞噬掉 ， 但是 ， 大部分人不知道其工作原理 。
光穿过时空时 ， 引力会告诉时空在哪里弯曲 ， 弯曲多少 。 黑洞的引力如此之大 ， 以至于它把周围的时空扭曲成一个完美的球体 。 落在里面的光会旋转 ， 并且无路可逃 。
刚刚经过附近的光是弯曲的 ， 并且 ， 我们也可以看到黑洞的后面 ， 像这样 。
在这里你可以看到吸积盘在运动 。 因为重力使时空弯曲 ， 你在视界上方和下方看到的是吸积盘的背面 。
有时候 ， 当黑洞真的很大时 ， 能量和物质会沿着视界的边缘掠过 ， 当它“缓慢地”向黑洞的两极移动时 ， 能量和物质几乎达到光速 。
【天文|是跳出时空，还是彻底消失？黑洞的另一面究竟有什么在等着我们】当这种情况发生时 ， 黑洞会释放出巨大的能量（第一张图片中的蓝色旋风） 。 如下图所示 ， 如果它碰巧击中了我们 ， 或者任何其他倒霉的太阳系 。 窗帘 。 葬礼音乐…这些爆发的能量绝对是荒谬的 。
现在 ， 先不谈基础问题：
黑洞实际上是在视界球体中间的一个无限密集的小点 。 我们称之为奇点 。 当一颗足够大的恒星死亡时 ， 它会在自身重力作用下崩塌 ， 而奇点就是最终的结果 。
奇点在它自身形成的一个点上永远不会停止 。 尽管 ， 一些理论认为它实际上是可以测量的 ， 其直径约为1普朗克长度（1.61622837×10?-35米）
这个小家伙就是通过它不可思议的引力创造出视界的 。 每一件碰巧落下的东西都会连接到那一点 ， 崩塌成无穷大 。 在我们目前的模型下 ， 你到达那个点的时间比宇宙活着的时间要长 。 这才是真正的无穷大 。
这就是我们的黑洞模型 。 随着我们对它们的了解越来越多 ， 它可能也很可能会改变 。
我特别着迷于裸奇点的可能性 ， 但这是另一天的话题 。
答：黑洞是人类已知的最奇怪的现象之一 。 据我们所知 ， 这是一次单程旅行 。 这都是由于黑洞的巨大引力 。
根据广义相对论 ， 我们知道时空是由于引力而发生弯曲的 。 这意味着穿越时空的路径看起来也是弯曲的 。 所以当我们在望远镜里看到这样的东西时：
…实际上 ， 我们看到光在物体周围弯曲的时空中传播 ， 就像这样：
其实这和透过酒杯脚看星图没什么两样 。
黑洞有很大的引力 ， 所以它们会使时空弯曲很多 。 事实上 ， 你可以看到黑洞后面 ，
在洞的另一边 ， 你在洞上面看到的是吸积盘的顶部；相反 ， 在洞的下面 ， 你可以看到同一个吸积盘的底面 。
巨大的暗斑实际上不是洞本身 ， 甚至不是视界 ， 而是黑洞的影子 ， 更确切地说是光子球 。 黑洞半径上的轨道速度就是光速 ， 在那里 ， 光子可以停留在黑洞周围的轨道上 。 那就是光子球 ， 或者说阴影 。
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图解：黑洞喷流产生于视界之外 ， 而不是黑洞本身 。 当黑洞把物质拉向它时 ， 物质就会失去能量 。 这种能量有助于为喷气式飞机提供动力 。 图源：astronomy
任何从外部穿过光子球体的光子除了在黑洞内部没有其他路径 。 不过 ， 从光子球内部发出的光子有可能伸出 。
至于其他粒子 ， 比如像你一样的粒子 ， 对不起 ， 你也注定了没有其他路径可走 。
但我们还没说完 。 还有另一个边界 ， 视界 ， 它对时空的弯曲程度甚至更大 ， 事实上 ， 从黑洞内部到外部没有类似光的路径 。
我的意思是什么？如果假设时空只是空间的两个维度 ， 而空间的一个维度是向上的 ， 你会得到这样的结果：
我们这样做 ， 是因为我们生活在一个三维的宇宙中 ， 很难表示甚至想象出四维时空 ， 所以我们把三维空间“压缩”到一个二维平面上（在这种情况下 ， 将二维空间+1维时间投影到二维平板液晶显示器上） 。
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图解：过去和未来的光锥模型 。 图源：impremedia
过去的光锥是所有的时空 ， 光可以从过去到达你 ， 例如遥远的恒星 。 在过去的光锥之外的任何光都没有时间到达我们这里 。
未来的光锥是所有来自你的光可以到达的时空 。 光锥之外的任何物体都看不见我们 ， 因为我们的光还没有到达它们 。
重力的作用是使光锥倾斜 ， 就像这样：
这个圆柱就是视界（圆柱中间的线是黑洞的奇点） 。 在事件视界之外 ， 未来的光锥倾斜得太厉害 ， 以至于它们不能再从重力源向外走 。 这里没有出路！地心引力使时空扭曲得如此之大 ， 以至于只有这样才能通向中间 。
那对你来说意味着什么？好吧 ， 还记得没有什么比光速快的了吗？你也一样 。 所以 ， 所有这些边界都是运动最快的物体的最大有效半径 。 如果你走得比光慢——这是因为你有质量——那些未来的光锥会更窄 ， 更容易在通往奇点的单程旅途中倾斜 。 所以对你来说 ， “无路可走”区域的开始时间比光早得多 。
所以这并不是说重力比光速快 ， 而是时空被重力过度弯曲 ， 没有出路 。 也就是说你消失了 。
除了你消失了 ， 量子力学的一个核心假设是信息——就像你的量子态——不能消失 。 这导致了斯蒂芬·霍金和伦纳德·苏斯金德之间的一场著名的博弈 ， 在这场博弈中 ， 霍金输了 。
相反 ， 苏斯金德建议从外部角度看 ， 你永远不会真正到达视界 。 时空被视界扭曲 ， 这意味着时间也被扭曲并拖到无穷远 。 所以从我们的角度来看 ， 你不会掉进洞里 。 相反 ， 你下降得越来越慢 ， 并产生红移现象 ， 所以你看起来越来越红 ， 直到你的形象消失在微波和无线电波中 。 如果我们能看到那些更长的波长 ， 你就会被困在视界上 。 你们的信息不会离开宇宙 ， 但会永远像全息图一样被印在视界的二维表面上 。
所以从实际出发 ， 一旦你掉进黑洞 ， 你就走了 。 要么你在里面没有出路 ， 要么你被困在表面 ， 这取决于你的观点 。
问：这能证明存在其他维度吗？
答：不能 。
但我们也不会反驳它 。 有许多假设可以支持多元宇宙 ， 而黑洞只是其中之一 。 但它们仍然是假设的 ， 因为我们无法测试它们 。
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图解：多元宇宙（或元宇宙）是无限或有限的可能宇宙（包括我们一直经历的历史宇宙）的假设集合 ， 它们共同构成了存在和可能存在的一切：空间、时间、物质和能量的整体 ， 以及描述它们的物理定律和常数 。 多元宇宙中的各种宇宙有时被称为平行宇宙 。 多重宇宙被设想在弦理论或M理论的多维延伸中 。 在宇宙学、物理学、天文学、宗教、哲学、超个人心理学和小说中 ， 特别是在科幻小说和幻想小说中 ， 都假设了多个宇宙 。 在这些背景下 ， 平行宇宙也被称为“替代宇宙”、“量子宇宙”、“互穿维度”、“平行维度”、“平行世界”、“替代现实”、“替代时间线”和“维度平面” 。 图源：crystalinks
作者: quora
FY: 武薇
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