弦理论如何解释黑洞,超弦理论的十大维度

上文我们知道了在引力的作用下，时空是如何弯曲的。今之文，我们将进入宇宙的最深处，去探究在广义相对论的框架下，黑洞是如何形成的。

在爱因斯坦的广义相对论发表后没多久，德国著名天文学家史瓦西便通过对于爱因斯坦相对论的学习，成功地用这一个理论得到有关大质量天体附近的时空是如何弯曲的精确图像。

通过数学方法的论证，史瓦西成功地计算出了了在广义相对论框架下，大质量高密度物体所产生的引力对于时间和空间的具体弯曲情况。

跟普通的简单几何描述不同，史瓦西得到的是一种精确且具体的数学结果。它甚至能够为我们描述在极小的区域范围内引力是如何作用于物体的？

通过求解方程，史瓦西还揭示了一个广义相对论所带来的必然结果。如果大量的质量聚集在一个足够小的球状区域，质量除以半径超过某个特别的临界值。那么时空将产生剧烈的卷曲，所有的物体甚至包括光都不可能逃脱他引力的范围。这个方程的解便称为史瓦西解，而具体在天文上所产生的连光都跑不出去的奇妙星体，通过著名物理学家惠勒的命名，我们便把它称为黑洞。

通过对于史瓦西解的进一步研究，我们可以发现这个奇妙的星体黑洞，具有一些很特殊的性质。他虽然拥有无穷的力量，但其作用范围却相对来说并不大，只有离他特别近的物体，才会被它拉扯进黑洞当中。

当范围离得比较远的时候，其最大的作用便是对于时空的影响。但如果是离黑洞比较近的话，其引力超过了物体所能承受的逃脱限度，那么不管这个物体如何挣扎，其最终也无法逃脱被拉向黑洞中心从而毁灭命运。

举个例子来说，由于黑洞的引力足够强，如果一个人掉进黑洞的话，可不简简单单就是古代酷刑五马分尸的结果。在引力的作用下，我们全身的所有细胞甚至原子结构，都会在黑洞的作用下全部肢解。

但如果我们十分小心，并不越过黑洞的视界，那么我们便有机会通过黑洞的时间膨胀效应去体验穿越时空的快感。此时的黑洞更仿佛一颗具有巨大质量的恒星，没什么好怕的。它虽然具有无穷的力量，但对于我们来说，更像是一种时光机器。

就目前的研究现状来说，黑洞在宇宙中广泛存在的证据已经越来越让人信服。虽然我们不可能用望远镜直接在天空上发现黑洞，但通过一些特殊天文现象，我们也可以发现黑洞存在的间接证据。例如在黑洞的作用下，在黑洞视界外的一些正常发光恒星，其外层的物质在落向黑洞的时候将加速到近乎光速。而在这样的速度下，这些物质会产生大量的能量。这些能量以热的形式辐射出去，产生一种我们人类可见的发光云团，通过一些可见光或者X射线的探测，我们便可以去了解这些物体掉落黑洞时其具体的过程。

并且，这仅仅是在黑洞边缘所产生的结果。至于说黑洞其内部中心结构的最深处究竟发生了什么，就算到了目前的21世纪，也没有人能够真正地弄清楚。有不少宇宙学家都认为黑洞的中心处存在着奇点。之所以命名为奇点，是因为在那个最中心处，所有的宇宙规律都将失效，甚至连时间都不存在。

在最近的几十年里，研究黑洞的物理学家越来越多。甚至有许多直接证据表明，我们银河系的中心便存在着一个巨大的黑洞。而在广袤的宇宙中，黑洞的存在更有可能是一种普遍现象。

并且，通过对于黑洞的研究，我们还可以对宇宙早期的性质以及其诞生的过程有所了解。近年来十分火热的宇宙大爆炸理论，便是在对黑洞的研究过程中逐渐产生并成熟的。

下一文，我们将简单地去了解一下有关宇宙诞生的过程

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