回到过去、前往未来，黑洞为何是时光机？时空旅行真的可行吗

黑洞是时光机，然而存在隐患。

这个视频可视化模拟了黑洞的外观，被黑洞引力俘获的物质聚集成薄而热的结构，称为吸积盘。黑洞极强的引力会扭曲吸积盘中不同区域发出的光，因此外观产生了变形。这里描述的黑洞能够作为时光机，既可以回到过去，也可以前往未来……但存在隐患。

图片来自宇航局戈达德太空飞行中心/杰里米·施尼特曼。

萨姆·巴伦，澳大利亚天主教大学

黑洞可以说是天然的时光机，我们可以利用它们去往过去或未来。不过，短期内不要指望我们能穿越回去观赏恐龙。目前，我们还没有制造出能够靠近黑洞的航天器。然而，即便撇开这个小细节不谈，试图利用黑洞回到过去可能会变成你人生中的最后一件事。

黑洞是什么？

黑洞质量极大，通常是垂死恒星坍缩形成的。与行星、恒星一样，黑洞周围也有引力场。引力场是我们能够“粘”在地球上的原因，也是地球围绕太阳旋转的原因。

按照经验来说，一个物体的质量越大，其引力场就越强。正是地球的引力场让我们极难进入太空。所以我们建造火箭：只有借助极快的速度，才能突破地球的引力。而黑洞的引力场极其强大，就连光也无法逃脱。这可能让人难以置信，光速可是现在科学界已知的最快速度！

顺便一提，这就是为什么黑洞是“黑”色的：我们不能像在黑暗中用手电筒照亮树木那样照亮黑洞。

空间的延展

爱因斯坦的广义相对论告诉我们：物质和能量对宇宙有一种特殊的影响，它们能够弯曲、拉伸空间。物体的质量越大，它对其周围空间所造成的拉伸和弯曲就越大。

一个巨大的物体会在空间中创造一种类似山谷的“地形”。当物体靠近时，它们会落入这个山谷中。因此，当你足够靠近任何大质量物体时，比如说黑洞，你会掉进去。也正因如此，光无法逃离黑洞：山谷的两侧过于“陡峭”，而光的速度不够快，所以无法“爬”出去。

当你从远处接近黑洞时，黑洞所形成的山谷会变得越来越陡峭。山谷陡峭到光无法逃脱的临界点就是事件视界。事件视界不仅对未来可能出现的时间旅行者来说很有趣——它们对哲学家来说也同样有趣，因为它们的存在影响我们对时间本质的理解。

黑洞扭曲时间

空间被拉伸时，时间也一样被拉伸。靠近大质量物体的时钟会比靠近质量小得多的物体时跳动得更慢。也就是说，与地球上的时钟相比，黑洞附近的时钟将走得缓慢许多。因此，黑洞附近的一年可能意味着在地球上的80年，就像你可能在电影《星际穿越》中看到的那样。

这样一来，我们就可以利用黑洞前往未来。如果你想抵达地球的未来，只需要在黑洞附近飞行，然后返回地球。而如果你足够接近黑洞的中心，你的时间会流逝得更慢一些，不过只要你不越过事件视界，就应该能够逃脱黑洞、回到地球。

时间的循环

那么过去又是什么样的呢？这就是事情变得真正有趣的地方。黑洞对时间的扭曲非常之大，以至于它可以绕回原点。

想象一下，连接起一张纸的两端，形成一个圈。这可能就是黑洞对时间的作用。于是，一个天然的时光机诞生了。如果你能以某种方式进入这个被物理学家称为闭合时间曲线的循环，你会发现自己在空间里的轨迹从未来开始、在过去结束。

在这个循环中，你还会发现事件因果很难解开。过去的事情会导致未来事情的发生，而你在未来的旅行又会导致过去的事情发生。

隐患

所以，你发现了一个黑洞，并且想用你足够可靠的宇宙飞船靠近黑洞、穿越时间回去拜访恐龙。听起来真是好运气。

不过，这件事有三个问题。首先，你最多只能穿越到黑洞的过去。也就是，如果黑洞是在恐龙灭绝后才产生的，那么你没办法回到足够久远的过去。

其次，你很可能要穿过事件视界才能进入时间循环。这意味着，要想在过去的某个特定时间走出循环时，你需要离开事件视界。然而离开事件视界需要旅行速度超过光速，我们非常确定这是无法做到的。

最后，也可能是最糟糕的，你和你的飞船会经历“意大利面化”。听起来很美味，是吗？不幸的是，这可不是什么好事。在你穿过事件视界时，你会被拉扯开，就像一根面条。实际上，你可能会被拉得非常薄，甚至变成一串原子在虚空中螺旋上升。

因此，虽然思考黑洞的时间扭曲特性很有趣，但在可预见的未来，回到过去、探访恐龙将不得不停留在幻想层面。

萨姆·巴伦，澳大利亚天主教大学，科学哲学副教授

基本论点：黑洞是时光机，能够穿越到未来和过去。但这件事并不是那么简单。

BY:EarthSky Voicesand

FY: 雨上萧

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