宇宙黑洞有什么作用
黑洞里的秘密
一谈起黑洞，大家都觉得它很神密，因为大家都没有见过它，更无法进入它里内看看。据说，黑洞是个物质极度浓缩的天体，比重极大，它有一个视界，视界的大小跟自身质量成正比。在它的视界内，引力极大，就连光都能吸进去，没有任物质能够从里面出来，因而黑洞是黑的，这可能也是人们称之为黑洞的原因。黑洞视界里面是什么，没有人知道，大家只是认为视界的中央有一个极小的点，叫作奇点，黑洞吸进去的物质会以极快的速度掉进这个奇点。致于奇点里面是什么样子，却无法定论，一般认为奇点已经小到了量子世界，在量子世界里，物质极不稳定，会忽而张开，忽而破灭，就像一团随机涨落的泡沫。黑洞里面究竞是怎么个样子呢？如果我们能够进入黑洞里面看看就好了，也许，它并不像人们想象的那样，是一个体积极小，物质极度堆叠挤压，引力极大的点，而是另有天地，这个天地就如我们生活的天地一样宽大而平和，而且，进入黑洞也不会有特别大的危险，并不像人们想象的那样会被潮汐力解体或引力压碎。不信，那就请你张开想象的翅膀，跟我去看一看吧。
一． 黑洞的体验
在超比重的物质世界里，有黑洞，在超光速的物质世界里，也有黑洞。而且，超光速物质世界里的黑洞与超比重物质世界里的黑洞非常相似，在外部看来，它们几乎全息性的对应，会让你分不出是两种不同的类型。
在超光速运动中，在我们运动直线上（或较近）的物体，由于与我们的相对运动速度已达到或超过光速，会引起光的障碍。在我们后面的物体，由于我们在远离其它而去，它所发出的光是无法追上我们的，我们看不见。在我们前面的物体，由于我们在向它靠近，短时内会接受它长时间发来的光，使光的频率变得极高，我们也看不见。但距离我们运动直线较远的物体，由于跟我们的相对运动速度不会一下了就超过光速，我们将会看到这些物体突然出现并减速而来，然后加速而去并消失。这时，如果我们回头往后看去，会发现正后方出现了一个极小的黑点，那就是超光速黑洞。这个黑洞的大小跟我们飞船的速度有关，飞船速度快，黑洞就大，飞船速度小，黑洞就小，当速度小于光速时，黑洞消失。超光速黑洞总是出现在我们飞行方向的正后方，如果我们飞行方向改变，黑洞所在的方位也会改变，总之，它总是出现在我们飞行方向的后面。
超光速黑洞也像超比重黑洞一样，会吸引物质。在超光速飞行的过程中，观察我们的后方，会发现我们周围的物质世界正在以不同的加速度向后远离，最终被“吸”进黑洞里面再也看不见了。周围物质被吸进黑洞的加速度与我们运动直线的垂直距离和飞行速度相对有关。被吸物体与我们运动直线的垂直距离越小，进黑洞的加速度就越大，垂直距离越大，进黑洞的加速度就越小。我们的飞行速度越快， 物体被吸进黑洞的加速度就越大，飞行速度越慢，物体被吸进黑洞的加速度就越小。这时，一幕“宇宙怪兽进餐”的景象就出现在我们面前，让你产生如果不是自己跑得快，将被吞噬的感觉。我们不仅会发现黑洞周围的空间被“扭曲”，能把光线拽弯，还会看到有些星体在黑洞的“强引力”作用下被拉成面条或被拽散。
怎么会这样呢？还是听我来分析吧。
超光速黑洞对星体的“吸引”其实是一种假象，并不存在，只不过是我们速度太快，把这些星体远远的抛到后面罢了，这就像我们坐汽车，感觉车后的物体总是远离我们而去一样。这些我们远离它而去的物体，根据透视法则，最终会让我们觉得集成了一点，最后消失，就像我们站在公路上，原本两边平行的公路在远处看来总是集成一点一样。黑洞周围使光线拽弯的“扭曲”空间透镜同样是假象，那是因为与我们做相对运动的星体，不以匀速运动，而是以加速运动远离所造成的观察错觉。这种错觉，对于那些运动方向与我人们运动方向成垂直面的物体来说，更明显。至于星体被拉成面条或拽散，也同样是假象，那是因为星体后退运动太快，人眼无法及时反应的结果。研究发现，一个光信号进入人眼后所形成的视觉，并不马上随着光信号的消失而消失，而是会保留一定的时间（这种发现早已用到电视上），如果进入人眼的信号时间间隔很短，短于人眼对信号的保留时间，信号就会在人眼中形成重叠连续的视觉。假设在人眼对信号的保留时间内，一个看来直径有一米的星体后退了一万米，并在此过程中发来了一万次以上的光信号，我们看到的结果，就相当于是一万个这样的星体排列在一万米的长度上，是长长的一条线，拟面条！如果该星体发来的光信号少于一万次，我们看来将是拽散的。如果我们再考虑透视现象和加速因素，在我们看来，所形成的“面条”应是弯的，并且，接近黑洞的一端细，另一端粗。如果有拽散，最先拽散的将是接近黑洞的细端。
在超光速飞行的过程中，后面早演的是黑洞，前边上演的却是“大爆炸”。我们会发现在飞行去向的前面无限远处，有一个点能够不断的放射飞出天体。从这个点中飞出的天体大小虽然有所不同，但是体积都能够由小变大，加速度由大变小，最终离心膨胀终布满天空，补偿被黑洞“吸”走了的天体。当然，我们所看到的这个大爆炸，也是由我们的飞行速度和方向决定的。我们飞得越快，放射飞出的天体就越密集，说明爆炸越剧烈，速度变慢，放射飞出的天体就会稀疏，说明爆炸威力减弱。飞行方向改变，“大爆炸”所在的方位也随着改变。什么会这样呢？道理其实也很简单，“大爆炸”根本就不存在，空间也并没有膨胀变大，我们看到的一切，只不过是我们在一块静止稳定的时空区域中穿行所产生的错觉，我们可以借理解超光速黑洞的成因来逆向理解它。
在超光速世界里，我们所看到的一切说明宇宙是个饱和体。在宇宙中，在有物质诞生的同时就有物质泯灭，在有物质泯灭的同时也就有物质诞生。宇宙就如一条水管，一头有物质流进，一头就有物质流出，流进的越快，流出的也越快。宇宙里的时空是连续的，但却是分区域的。宇宙中的物质并不是真的诞生或泯灭，它们只是从一种形式转化成另一种形式，或从这个时空区域进入另一个时空区域。黑洞只过是宇宙里的一小块时空区域。
二．黑洞的时空
理解了超光速黑洞，我们在回过头来看超比重黑洞，也许你就不会对黑洞那么怕了。不仅如此，我们还将发现很多有趣的问题，使自己的知识丰富起来，眼界开阔起来。不信？那就请你跟着我再走进超比重黑洞瞧瞧。
我们在离黑洞很远，还没有被黑洞吸入做向心运动之前，我们看到的，是黑洞周围的物体不断地被吸入做以黑洞为中心的向心运动，这种运动，会使人感觉到物体都在按一定的程序收缩的，这种收缩，不论是就整个黑洞来说还是就黑洞中的各个物质来说，都是体积的按比例缩小。我们在接近超比重黑洞时，会感觉到有极大的力在拉着我们走向黑洞，那就是黑洞对我们的引力，不过，这个力只有我们在设法逃离（避免被吸入）时才会感觉到，如果我们任凭黑洞吸入，就会像在做自由落体运动一样，不会感觉到。在进入黑洞后，我们将会发现，自己既没有被潮汐力肢解，也没有被强引力压扁，而且，黑洞里的空间非常宽大，跟我们平时生活的空间并没有差别，并不象我们原先认为的那样微小。因为在黑洞里，物质并没有坍塌收缩，只是被强引力牵着以加速的形式在向一个方向运动，从一块时空区域进入另一块时空区域，不断地向前产生空间距离，并不像人们想像中的那样，物质会挤压成一团。如果一个物质引力过大，但又没有达到黑洞的程度，物质是会挤压在一起的（如中子星等），被吸入肯定是危险的，然而当物质变成黑洞后，由于阻止物质向心做空间运动的力已经缺失，物质反而不会挤压在一起。相反，由于物质是以加速的形式在运动，先进入黑洞的物体速度总是相对大于后进入黑洞的物体的速度，物质与物质之间的距离将会随着时间的增长而增大，让人觉得空间似乎正在膨胀。而且，物体之间距离越远，膨胀远离的速度越快。
黑洞就是这么神奇的天体（一块时空区域），在外看来，物体都在做向心收缩运动，在里面看，物体都在做离心膨胀运动。
人们总是习惯以自己的直观感觉和惯性思维来研究世界，因而总是认为黑洞视界里的空间极小，如果我们能够转变观念，认识到黑洞里的时空与我们现在生活的时空不属于同一个区域，不在同一个层面，比如是虚数世界或另一张膜上的，黑洞的视界只不过是连接两块不同层面时空的窗口，我们就会得到完全相反的理解。
三、黑洞的层次
有人说，我们现地生活在其中的宇宙，从广义上讲是个黑洞，这话有些道理。从上文可以看出，黑洞其实是一种内看是收缩，外看是膨胀的天体。对比我们现地生活的物质世界，就会发现它竟然与黑洞存在着某种形式的一一对应关系。
1929年，美国著名天文学家埃得温?哈勃对遥远星系进行观测后发现，所有星系在所有方向上都在“逃离”我们而去，而且，星系越远，离开的速度越快，似乎正在不断地膨胀。我们还无法从外面证实我们生活的物质世界是否正在做向心收缩运动，否则，我们可以肯定地说我们生活的物质世界是个大黑洞。也许我们就生活在一个大黑洞里，只是，我们总不能把一个黑洞称之为宇宙。宇宙只有一个，它无边无际，无始无终，但在宇宙中黑洞却不止一个。宇宙的时空是连续的，但是分区域的，我们可以把黑洞理解为是宇宙里的一块时空区域，或是一块时空层面，每个黑洞都各是一块特殊的时空区域（或层面）。
当然，星系在所有方向上的不断膨胀逃离，也可以有另外的解释。1964年，美国学者伽莫夫提出了宇宙起源的原始大球模型，认为宇宙起源于初始的大爆炸。大爆炸理论认为，在宇宙大爆炸诞生之前，没有时间和空间，也没有物质和能量，我们现在生活的宇宙，是在虚无中由一个体积无限小的点爆炸后不断膨胀而成的。
目前，大爆炸理认已经被多数人所接受。但是，大爆炸理论很难解释宇宙的前身是什么，它是因何而爆炸，说大爆炸没有前因只有结果，难免让人不解。其次，虽然现在人类借助高科技已经能看到了一百多亿光年远的天体，但这相对于无限的宇宙来说，只不过是很小的一个区域，如果空间的膨胀不是整个宇宙，而是区域性的，则大爆炸理论难以成立。再次，大爆炸理认还将带出宇宙无限多，甚至大宇宙中还有小宇宙，小宇宙中还有更小宇宙的可能性，让人难以相信。
如果我们把人类自己目前生活及所目及的这块正在膨胀的时空区域称之为黑洞，许多问题就会得到很好的解释。这样看来，大爆炸的发生只不过存在于宇宙中的一块时空区域，而不是宇宙的全部。我们目前生活及所目及的这块正在膨胀的时空区域，也只不过是宇宙中另外一块时空区域里的一个大黑洞，宇宙中有众多这样的时空区域，而且每块时空区域中又有众多这样的黑洞。造成大爆炸和空间膨胀的成因，也只不过是黑洞不断的吸引物体以加速运动的方式涌入所造成的。
如果我们目前生活及所目及的这块时空区域在外层时空里真的呈现为一个黑洞，那么，这个宇宙必定是有众多的黑洞，而且黑洞之中还有黑洞。因为我们生活在其中的这个大黑洞中的任何一个物体，只要体积小于自身的史瓦西半径，都又会变成黑洞。
为什么宇宙这么神奇，黑洞之中还有黑洞呢？有这种可能：宇宙时空不仅是分区域的，还是分层次的。宇宙的时空区域以物体存在的位置划分，宇宙的时空层次以物体离去的运动速度划分。通过体验超光速黑洞，我们知道，物体如果随着其周围的时空以超过光速的速度离去，就会成为黑洞（或黑洞中的物质）。这样看来，超比重黑洞应该就是物体随着其周围的时空以超过光速的速度做向心运动离去（进入另一个层面时空）形成的。总之，在同一个时空区域中，物体随着其周围的时空的运动速度一但超过了光速，就会产生光的障碍，物体就会进入另一个层面的时空，这也就注定了在同一时空区域，物体的运动不能超过光速，注定了宇宙会因为物体的运动速度超过光速而分层，我们所说的黑洞，就是宇宙分层的体现。
有超光速运动的物体存在吗？这一直是个严肃的问题，虽然有过报导说在上个世纪70年代就有澳大利亚物理学家库雪和克奇已首次发现了超光速粒子的存在，但多数人还是认为，光是宇宙间最快的信使，再也没有任何物体的运动速度能超过光速。如果宇宙分层的结论成立，我们就不能否认超光速运动物体的存在。虽然在宇宙的同一个时空层面（同一个黑洞）中，物体的运动速度不能超过光速，但在宇宙的不同层面（不同黑洞）之间，物体的运动离去的速度却是互为超光速，只不过是我们无法观测罢了。
四、黑洞的成因
说动量是物质做空间相对运动的能量标量，人们较容易理解，说质量是物质做时间相对运动的能量标量，人们可能不易理解，但是，人们对质量能产生引力，引力能产生加速度，加速度可以变成速度是可以理解的。两个有质量的物体之间为什么会产生引力呢？爱因斯坦认为是大质量物质造成的时空扭曲，其实，引力只不过是物质在做相对运动时的一种状态，这种状态类似于速度，有时甚至等效于速度，为了研究的方便，我们可以把它看成是一种特殊的速度。物体的引力总是指向物体的内心奇点，这是为什么呢？我们可以这样想象，我们生活的这个宇宙，其实只不过是一杯浑浊的溶液。物体是杂质，时空是能够流动的“水”。在这个时空杯里，有一张过滤网，过滤网上有小孔，这小孔就存在于每个有质量的物体的内心。小孔只允许时空（水）透过，但不允许物体（杂质）透过。过滤网上的小孔少，时空透过的速度就慢，物体所表现出来的引力就小，过滤网上的小孔多，时空透过的速度就快，物体所表现出来的引力就大。大质量物体对小质量物体的引力，是小质量物体周围的时空以一定的速度流动，在做大质量物体的向心运动，不断地透过大物体的内心过滤网离去，而小质量物体却不能随着其周围的时空以相同的速度流动时所产生的力，这个力其实就是时空流动对小质量物体的推压和拽拉力，力的大小跟小质量物体周围时空离去的相对速度成正比。当小质量物体随着其周围的时空以相同的速度流动时，这个力是感觉不到的，也不存在。
引力和速度有许多相同点，一是可以互换，二是都能使光幻移（红移），三是都能使时钟走慢（1971年的原子钟环球飞行和1980年的原子钟高空巡礼已经证明）。可以说，引力就是特殊的速度，速度就是特殊的引力，引力在一定情况下能转化成速度，速度在一定情况下也能转化成引力。
理解了这一点，要理解为什么大引力能够产生大比重黑洞就不难了。大引力说明过滤网上小孔多，大比重说明过滤网上小孔密集，如果过滤网上的小孔多而且密集，就将汇集成大孔，这时不仅时空可以透过，一些物体也可以透过，黑洞就形成了。这样看来，黑洞都是因为时空向心活动速度过大产生的，也是因为向心力过大产生的。
在黑洞中，物体仍然可以发光，光速也没有变慢，光之所以不能从黑洞中射出，是因为黑洞的出现，使一块区域层面中的一些时空（包括中的物体）不由自主的顺着这个黑洞的过滤孔做强制的向心加速运动，并最终在过滤孔处（史瓦西半径）达到光速，以超光速入黑洞（另一块区域层面），使光的离心外射速度等于（或小于）向心运动速度，因此，光将无法再从黑洞中出来。
超比重黑洞是我们周围的物体以超光速做某物体的向心运动离我们而去，进入另一块时空区域所产生的；超光速度黑洞是我们以超光速做离心运动离我们周围的物体而去，进入另一块时空区域，使原来的时空区域变成的。总之，黑洞都是某个物体周围时空（包括里面的物体）相对于该物体做向心运动速度超过光速度而产生的，相同的一块时空区域，相对于做离心运动速度超光速的物体A来说是黑洞，但相对于做离心运动速度小于光速度的B物体而言并不是黑洞。当一块时空区域里的一些物体不断的从这块时空区域中分离，并以加速度的形式相对于这块时空区域运动远离，最终速度达到光速或超过光速，而我们还没有来得及被“吸入”时，我们就感觉它是个黑洞，如果我们已经任由它“吸入”，与周围其它被“吸入”的物体保持基本相同的速度做同向运动时，则我们会感觉周围空间是相对静止的。如果与周围其它被“吸入”的物体保持基本相同的加速度做同向运动时，则我们会感觉周围空间是相对膨胀的。这时，黑洞就不再感觉是黑洞，而在黑洞外那些还没有来得及被分离跟入的时空（包括里面的物体），由于被我们以超光速抛在后面，反而让我们感觉是个黑洞。
五、黑洞的模拟
这个宇宙物质世界真的就像是一杯含有杂质的水吗？时空真的能像水一样流动吗？如果是，那么我们用水来模拟宇宙时空，就会得到许多的等效效应，让我们对宇宙时空有更深入的理解。如果我们在模拟实验中得到了等效效应，却又反过来说明假设是正确的，宇宙宇宙物质世界真的就像是一杯含有杂质的水，时空真的能像水一样流动。
那么，我们怎样模拟宇宙时空呢？
我们可以准备一个大面透明（以便观察）的空心玻璃球或塑料球，空心球的内部用来模拟我们目前生活及所目及的时空（应该是个大的黑洞），空心球的球壁用来模拟黑洞的视界，在空心球的各面球壁上都钻出许多大小、数量、距离不等，但基本均衡的入水孔，用来模拟大黑洞在外层空间上所形成的过滤网和过滤孔。在空心球的内部准备一些小的空心球，在每个小空心球的球壁也钻出许多入水孔，用来模拟黑洞内各物体的过滤网和过滤孔。再准备一些比小球小的软管，让每条小软管的一端各与一个小球内部相连，另一端透过大球的球壁连接到大球外面，以便从小球内把渗入的水引流出来。之所以用小软管，目的是尽量减小对小球自由运动的影响。最后，再准备一个装满水的大的水槽，让空心球浸入水中内部注满水，把大球外的所有小软管放到水槽外，从小软管向水槽外引水。如果我们能做到让水不断的从水槽内渗流到大球内，再从大球内渗流到小球内，并最终通过小小软管流出到水槽外，实验就基本完成了。在这个实验中，还要注意一个问题，那就是小球和小软管的密度必须与水相同，以保证小球和小软管能浮于水中。整个过程如下图所示。
通过本实验，我们将会看到，小球之间会因为水的不断渗流入内而互相吸引，不断的互相运动接近，而且，小球间的“吸引力”，跟两个小球在单位时间内各自渗入水的流量成正比，跟两个小球间距离的平方成反比。这一点我们可以从小球间互相运动靠近的速度看出来。我们知道，在这里我们所看到的两个小球间的引力其实并不真的存在，那个能使两个小球互相运动靠近的力，只不过是水流对小球不断推压和拽拉的结果。也许，我们的宇宙时空真的就像水一样能在不同层面的过滤网间渗流。
小球间的“吸引力”，为何会跟两个小球间距离的平方成反比？道理很简单，我们知道，一条正常流动的水管中的水，在相同的单位时间内，流出的水量与流入的水量是相等的。流入的水量等于流入面积乘以流入速度，流出的水量等于流出面积乘以流出速度。如果是一条一头大一头小的水管内流动的水，那么大的一头流速慢，小的一头流速快，大头一端的流动面积乘以流速正好等于小头一端的流动面积乘以流速。对于一个水可以从各个方向流进内心的小球来说，它也像是一条一头大一头小的水管，只不过是这条水管两端的流动面积都是球面而不是平面。在离小球球心不同距离地方，由于球的面积比等于距离的平方比（ 4πrr/4πRR = rr/ RR），距离r（R）增大，面积就会以4πrr 增大，所以水流向小球球心的速度跟小球球心距离的平方成反比。
如果时空真的就像水一样流动的结论成立，那么，又是什么原因促使时空不断流动的呢？我们知道，不论是水流，还是电流或气流，都是因为物质和能量在某些区域间存在不均衡，产生了势差造成的，物质的流动，总是会从高势端流向低势端。我们的宇宙存在这样的势差吗？答案是肯定的。从温度方面看，我们宇宙的总体是冷的，约只有2.8k，但在某些局部，比如太阳或星系的中心，却高达几亿到几十亿k；从密度方面看，我们宇宙的总体小的，大部分的空间物质比较稀疏，但在某些局部，比如中子星或黑洞，却是非常的大。这说明，我们宇宙在大体上是基本平衡，但在局部却并不平衡，或在大的局部基本平衡，在小的局部内并不平衡。由于宇宙中的不同区域间存在着物质或能量的交换，而这种交换，就是引起时空流动的原因。
如果你接受了时空能像水一个流动的结论，你将会发现，时空的流动，不仅能使有质量的物体产生引力，还是物质的形成及物体质量存在的原因。物质的成因，是一些时空在流动过程中受到向心速度和离心速度的***同作用及多种因素的影响，不断的改变流动方向而打起了旋转，就如同地球上的旋风一样，成了螺旋时空或环流时空。在极小区域内形成的旋转时空，由于转向、转速、周期及多种旋转样式的互相重叠组合等等的不同，便形成了不同种类的基本粒子（或稍大一些的物质），使时空形成浑浊，而这些浑浊的时空在过滤网中渗流，基本粒子（或稍大一些的物质）就会被过滤网阻挡，在过滤网上凝集，成为物体。在稍大或更大区域内形成旋转的时空，会使其中已经形成的物体旋转起来，成为自转或公转。这也就是为什么大到星系小到基本粒子，都在自转或公转的原因了。至于物体的质量，也跟物体的引力一样，都不是物体本身所固有的，而是由物体内部的过滤网所决定的。在单位时间内，渗流通过物体过滤网的时空越多，物体的质量就会越大。在单位时间内，一个物体在一定量的时空中运动穿行，等效于这一定量的时空在这一单位时间内渗流过了该物体的过滤网，这也就是为什么物体运动速度越快，质量就会越大的原因了。
注：本文已写于/index/1037766.jspx