二名宇航员被吸入黑洞:恒星演化与黑洞
黑洞究竟是什么呢？它到底离我们有多远，又有哪些独特而神奇的性质呢？今天，我们就一起来聊聊黑洞。
神秘莫测的黑洞
在一百多年以前，人们对于黑洞差不多是处于一个完全懵懂和陌生的认知状态。天文学家们观测不到它，由于技术限制，也无法通过其它天文现象预测它的存在。甚至那时候在人们的基础认知层面上也无法接受这种神秘且诡异的天体。直到1915年爱因斯坦发表了广义相对论之后，全世界无数优秀的物理学家开始埋头钻研起这个足以改变物理学史的发现。其中一位名为卡尔·史瓦西的德国物理学家无疑是其中的佼佼者。仅在广义相对论的场方程提出一个月之后，他就第一个得到了这个方程的精确解。
我们知道广义相对论是引力与时空关系的论证理论。而广义相对论场方程则是直接描述这一关系的最有力的工具。史瓦西的计算结果则给出了一个以前从未存在过的理论设想：那就是如果将一个天体的全部质量压缩到一个极限的引力半径范围之内，那么就会产生一个临界面。该天体的所有物质，能量都会被其产生的强大引力囚禁在该临界面之内，甚至连光线都无法逃脱。这个极限的半径值被称为史瓦西半径，这个神奇的临界面则被称为视界面。而由于其引力强到连光线都无法逃脱，就像一个不断吸入物质的无底洞，所以这种天体，便被称为黑洞。
卡尔·史瓦西
这就是黑洞理论的最早提出过程。在史瓦西看来，黑洞就和宇宙中其它普遍的存在一样，也是一种天体。并且在理论中，它是由其它正常的天体在一个假想的极限情况下转变而成的。那么黑洞到底是否真的存在，现实中它又是怎么产生的呢？
在回答这个问题之前，我们得先来了解一下相对于黑洞，宇宙中最常见也是数量最多的天体-恒星，以及它们的诞生与演化过程。
恒星，也就是我们口中常说的星星，从字面意义上理解，即是永恒存在的星体。这句话对于我们人类来说没有任何的问题。我们短暂的生命比起恒星漫长的岁月不过是白驹过隙，转瞬即逝。哪怕是作为行星的地球，也有着数十亿年的寿命，所以人类从来不是地球的主人，而只是地球这颗苍翠美丽星球上的匆匆过客之一。
恒星是整个宇宙中数量和质量占比最大的星体（可观测范围内）。其它诸如行星、小行星、彗星等等对比起恒星来说可以完全忽略不计。如果你还记得前面提到过的宇宙起源，那么你就知道我们现今的宇宙诞生于一场大爆炸（Bigbang）。在爆炸发生之后，宇宙间产生了很多物质，包括星际气体、星际尘埃和等离子体等。而这些气体和尘埃又叫做星际介质。它们好像看不见摸不着，但却是组成空旷宇宙的最主要部分。而这些原始的物质，也正是诞生现今宇宙中无数颗璀璨恒星的来源。
发射星云
其中最主要的物质来源，叫做星云（Nebula）。是的，就是灭霸的养女之一，卡魔拉的妹妹。星云是星际介质中由气体和尘埃组成的巨大云团。它们在银河系这类漩涡星系的悬臂之中尤为常见（何为漩涡星系，以及银河系，之后会单独讲述）。星云是宇宙间一种十分美丽多彩的天体。但它们阻挡了来自更远天体的光线，所以大多数星云不能直接看到，而只能观测到。只有当其附近的恒星照亮它们时，他们才会展现出来，展示出其绚丽多彩而又奇异多姿的形状。
行星状星云
星云有四种基本类型。按是否能够自发光分为暗星云、反射星云、发射星云和行星状星云。暗星云，顾名思义，不能自发光，也不允许其他天体的光线通过，所以看不见，只能通过电磁波段观测到；反射星云，可以通过尘埃粒子反射和散射其他星体的光芒；发射星云，能够通过其内部年轻的恒星发出光芒，这类星云规模最大，也最为引人注目。我们通过射电望远镜拍摄到的星云照片大多数为此类星云；行星状星云则是小质量恒星最后的残留物，由环绕在恒星周围的喷射气体形成。
星云多种多样，多姿多彩。那么它们又是怎样形成恒星的呢？
恒星是一类有着巨大质量和巨大引力的天体。所以毫无疑问，在气体和尘埃形成新恒星的过程中，引力，是真正的至关重要的因素。
绚烂瑰丽的星云
我们知道，引力广泛存在于宇宙间任何有质量的物体之间，所以星云毫无疑问也有引力。最开始，星云在彼此的引力作用之下开始坍缩（可以近似地理解为逐渐向内收缩并拢的过程）。经过一个漫长的过程，其逐渐分解为由旋转气体和尘埃构成的致密团块。之后，这些团块在自身引力作用下开始继续坍缩，并加速形成了一个巨大的旋转气体盘，它的中心温度也逐渐升高。在这个时候，恒星开始逐渐成型。这时候的它叫做原恒星。
而随着以上两步地不断进行和重复，原恒星的质量不断增大，温度持续升高，同时引力坍缩已经持续了数万年之久。但由于其温度还没有达到发生核聚变的临界温度，故它们只能通过引力坍缩来发出光芒。这个阶段恒星的主要特征是剧烈的星风，巨大的能量喷发，以及表面由于本身磁场不稳定而大量产生的黑子。
绚烂瑰丽的星云
直到再之后，恒星的温度升高到了触发核聚变的临界值，恒星内部开始发生核聚变（即核外电子在超高温的状态下摆脱原子核的束缚，从而使两个原子核因互相吸引而碰撞到一起产生聚合作用的过程。也即是氢原子变成氦原子的过程）。从相互作用那一章我们可以知道，这个过程其实就是原子通过分解对抗引力坍缩的过程，其本质是电磁力对抗引力。而当核聚变抵消掉了向内的引力作用时，恒星就变得稳定下来。这时候，一颗年轻的恒星终于演化成型。这时候的它也有一个专门的名字，叫做主序星。
我们都知道，世间的人各式各样，千姿百态。而恒星也是一样，如果说原恒星相当于人类的小孩子，那么这时候稳定下来的主序星就相当于人类的青壮年了。而它同样有着不同的发展方向与结局。目前国际上比较常用的恒星分类方法是基于以太阳质量为对比标准。具体怎么分法呢，我们来从小到大详细地看一下。
首先，质量低于0.08个太阳质量的主序星，我们称之为棕矮星（或者褐矮星）。事实上，它甚至都不在主序星星谱之上。之所以称其为棕矮星，是因为它所发出的光芒是棕褐色的。由于其质量实在太小，中心无法达到引发核聚变的要求温度，所以其无法对抗引力坍缩，导致其一诞生不久后就将面临死亡。也就是说，这是一颗失败的恒星。就像我们人类之中那些夭折的婴儿。虽然有过生命，但却十分短暂。
夭折的“婴儿”-棕矮星
介于0.08到0.5个太阳质量之间的主序星，它所发出的光芒为耀眼的红色，我们称之为红矮星。其质量非常大，中心温度非常高。导致其产生的核聚变效果非常明显，刚好能够完美抵抗引力坍缩作用。所以其寿命也是非常漫长，可达数百亿年甚至上千亿年。如果要类比，那么这肯定就是人类中的人生赢家，高寿福星了。
红矮星
而处于0.5到8个太阳质量之间的主序星，由于其发出的光芒为黄白色，我们称之为黄矮星。我们太阳系的主宰者，唯一的恒星太阳就是一颗黄矮星，它的中心温度比之红矮星还要更高，甚至可达上亿度，质量也要更大。但是此时核聚变的强度已经略微超过了引力坍缩，所以其寿命也比之红矮星稍短，大约有100亿年左右。类似人类中最广大的普通者们。
太阳-黄矮星
好了，相信此时你也发现了，恒星发出的光芒与其温度和寿命有着密切的关系。简单来说就是，从红矮星开始，质量越大，温度越高，其亮度就越低，光谱越靠近蓝光，其寿命也就越短。依次类推，质量大于8个太阳质量的主序星，我们就称之为蓝巨星。其发出的光为淡蓝色，质量最大，中心温度最高。其核聚变的强度远远超过了引力坍缩，导致其寿命急剧缩减，仅仅只有一千万年左右。类似于人类中那些由于严重的肥胖症而导致英年早逝的人们。
超重巨人-蓝巨星
主序星的类型大概介绍完了。然而我之前已经说明，主序星只相当于人类的青壮年。太阳一类的黄矮星有100亿年左右的寿命，然而我们的太阳公公现在也才50亿岁，那么之后的发展呢？它们最终会演化成什么样子呢？
我们已经了解，主序星之所以稳定，是因为其核心的核聚变和引力坍缩效应完美抵消。但是随着时间的增长，其内部的核聚变强度最终会逐渐超过引力坍缩，也就是说，当一颗恒星的引力坍缩效应无法再抵抗核聚变时，这颗恒星就会脱离引力的束缚，从而逐渐膨胀，质量和温度都出现大幅增长。而根据初始温度的不同，出现这一情况的时间也会不同，这也是不同类型的主序星有着不同寿命的主要原因。
就拿黄矮星的代表，我们最熟悉的太阳来举例，当它内部的核聚变强度最终完全超越引力的束缚时，太阳就会急剧膨胀，温度和体积都增大数倍。光芒也由耀眼的黄白色变成红色，我们称之为红巨星。而这时候的太阳，也就正式步入了晚年阶段。
红巨星
有科学家估算过，当太阳膨胀成红巨星之后，它的外围半径将会到达火星轨道。也就是说，那时候地球铁定会被太阳吞噬。除非在那之前给地球安上推进器来一波流浪地球，飞出太阳系。或者寻找其它星球作为新的栖身之所。然而，我们的太阳现在正处壮年，目前的状态十分稳定。到那一天至少还要数亿年之久，在这之前人类究竟会经历什么，人类的未来究竟在哪里，没有人知道。
时间继续流逝，太阳到达了晚年之后呢？事实是，它的质量会继续增长，然而此时，其内部的氢原子已经差不多全部聚变成了氦原子（或者其他更高级的聚变产物）。换句话说就是，产生聚变的燃料已经差不多用完了。这时候，核聚变的强度又会重新回落，引力坍缩又开始重新占据上风。那么这会导致什么结果呢？一是由于引力坍缩，太阳膨胀之后的外围物质会逐渐被抛洒到宇宙中，形成新的星际介质-星云。这也正是行星状星云的来历。
二是其本身由于不断增加的引力，其核心部分逐渐坍缩，导致其质量逐渐集中，体积逐渐减小，密度逐渐增大。这样的恒星叫做白矮星。白矮星的密度非常之大，同时它已经没有了产生核聚变的能力，只能以电子简并压力来对抗引力。再过了很久以后，白矮星的引力持续增长，当电子简并压力也不能对抗引力的时候，它的能量就会彻底消失，变成一个看不见的星体-黑矮星。至此，太阳也就正式走完了它的一生，一颗红矮星就此完全死亡。然而，这个过程十分漫长，科学家估算将会有几百亿甚至上千亿年之久，所以这也是如今的宇宙白矮星非常常见，而黑矮星则几乎见不到的原因。
晚年恒星-白矮星
说完了以太阳为代表的黄矮星，那么其他几种恒星呢？因为各自质量的不同，多少有些不一样。人生赢家红矮星会跨过变成红巨星这个阶段，直接变成白矮星，之后则是跟黄矮星一样的过程。
而胖胖的蓝巨星呢？
情况就大不一样了。
与黄矮星类似，蓝巨星也会经历一个类似红巨星的膨胀阶段。但不同的是，它所形成的星体比之红巨星还要巨大数倍，明亮数倍，我们称之为-红超巨星。而红超巨星内部所发生的核聚变也要比红巨星复杂得多，甚至包含多种元素的聚变，甚至最后聚变成铁元素。这里就不过多叙述。
而在变成白矮星这个过程，红超巨星也是特立独行，由于其不论是质量，温度，还是体积都比红巨星高上很多个数量级。所以它的变化过程也是比红巨星要激烈和壮观数倍。它所向宇宙抛洒的物质之多，过程之壮观，表现之激烈，以至于人们不得不单独为此过程取了一个名字：超新星爆发。而在经历超新星爆发之后形成的星体也自然就变成了超新星（Supernova），而不是白矮星。
宇宙奇观-超新星爆发
人类历史上最著名的观测到超新星爆发的案例就是公元1054年我国宋朝天文学家杨惟德所观测到的，代号SN1054的超新星爆发。其爆发产生的残留物-蟹状星云也是数百年来天文学界最熟悉和津津乐道的星云之一。可以说是我们的老朋友了。有兴趣的朋友可以自己去搜搜看了解一下。
人类的老朋友-蟹状星云
那么红超巨星变成了超新星之后呢？超新星再经历过漫长的引力坍缩效应，其引力越来越强，最终连其电子简并压力都屈服了，电子钻到了质子中去，形成了中子。所以就会逐渐形成一颗由中子构成的星体-中子星（关于超新星、中子星、电子简并压力以后都会详细叙述）。中子星的密度比上文提到的白矮星还要大，简单形容就是，如果把整个太阳压缩到一个城市那么大的体积，那么它的密度就是中子星的密度。
那么中子星再演化呢？这里就有两种可能，如果只是一般的蓝巨星，质量没有大到某个极限，那么经历红超巨星-超新星-中子星这个过程之后就会达到平衡，不再继续演化；而对于那些质量为数百倍太阳质量的蓝巨星来说，在经历了蓝超巨星（比红超巨星更大，温度更高）-超新星-中子星这个过程之后，由于密度还在继续不断地增加，引力效应也不断地变大。当中子间的排斥力最终都无法抵抗引力坍缩从而被碾成粉末之后，就会形成一个密度高到无法想象的天体。没错，千呼万唤始出来，中子星的最终演化结果就是那个神秘而又诡异的天体：黑洞。
神奇的中子星
值得一提的是，并不是所有蓝巨星死亡之后都会变成黑洞，而是只有质量比太阳大上数十倍甚至数百倍的蓝巨星在死亡之后才有可能演化成黑洞。
现在我们知道了恒星的演化过程，可能你会问，一颗恒星从诞生到死亡是了解了，但是新的恒星又从哪里来呢？不知道你注意到没有，不管是人生赢家红矮星，还是普通人黄矮星，甚至包括肥胖青年蓝巨星，它们在演化到白矮星或者超新星的时候，由于引力的作用，都会向外抛洒出很多的星际尘埃和星际气体，而这些物质将会形成新的星云等星际介质，从而作为新的恒星诞生的物质来源。这正好是一个完美的循环。就如同古诗中所描述的那样：落红不是无情物，化作春泥更护花。
好了，经历过漫长时间的演化，黑洞终于诞生了。那么，经历过理论猜测之后，人类最早是怎样发现黑洞的呢？黑洞又有哪些令人着迷的特点呢？与黑洞相反的，最新提出的白洞又是什么样的存在呢？
世界上有两件东西能震撼人们的心灵，一件是我们心中崇高的的道德标准，另一件是我们头顶上灿烂的星空。
——康德
大家好。在开始本次的分享之前，我想先纠正一个错误。在上篇文章中提到关于恒星的演化和特征规律时，我有说到，从红矮星开始，质量越大，温度越高，其亮度就越低，光谱越靠近蓝光，其寿命也就越短。这当中有一个错误。恒星随着质量和温度的升高，其光谱越靠近蓝光这没错，但是其发出的光芒亮度因为内部高强度的核聚变释放出的庞大能量而呈上升趋势，不是下降趋势。换句话说，蓝巨星虽然光芒是淡蓝色的，但其亮度却要远远大于红矮星和黄矮星。由于本人的不严谨给大家带来了误导，在此深表歉意，以后也会尽量减少此类错误。
人类首张实拍黑洞照片-M87星系超大质量黑洞
经过前文的叙述，我们已经了解了恒星的诞生与演化规律，也知道了黑洞这种神奇而特殊的天体是由超高密度的中子星变化而来。同时也知道了德国物理学家卡尔·史瓦西是第一个从数学理论上确认黑洞存在的人。但事实上，他却并不是最早设想黑洞理论的人。那么黑洞理论最早是由谁设想的呢？
1783年，英国物理学家、天文学家约翰·米契尔给英国皇家学会写了一封信。他在信中提出了一个质量大到光线无法透出的星体的存在，并且还假想了定位这种星体的探测原理：“如果某个发光体绕着它们旋转，我们根据这些旋转体的运动，就有一定可能性推断出被作为旋转中心的物体的存在...”。而在1796年，法国著名数学家拉普拉斯在他的《宇宙系统论》中也做出了相同的猜想：“一个与地球密度相同，但直径比地球大250倍的发光星体，由于它本身的引力，它的任何光线都不能传到我们眼中。”
法国数学家拉普拉斯
但在当时，这种理论猜想由于多方面的原因，和他的前辈米契尔一样，并未获得认同。一直到20世纪，史瓦西给出广义相对论场方程的精确解之后，这种星体，或者说这种理论，才逐渐揭开它神秘的面纱，慢慢走进人们的视野之中。
但先别着急，在近距离靠近黑洞之前，我们还需要对它有一些更深入更直观的了解。
还记得牛顿的苹果吗？那个砸到人类最伟大科学巨匠的神奇水果。关于这个故事的真实性众说纷纭，但是毫无疑问，它给了我们一个启示，那就是由于引力的存在，地球上任何物体不管被扔到多高，最终都要返回到地球表面。但如果当这个物体的速度达到了11.2KM/S的时候，那么它就可以挣脱地球的引力束缚，从而自由地飞翔在太阳系之中。
三种宇宙速度
这个速度叫做第二宇宙速度，也叫做逃逸速度。这个速度的大小与行星的质量和半径的商的平方根成正比。我们知道光的速度是30万KM/S，拉普拉斯算出，为了让光线无法逃脱，一个与地球密度相同的恒星的半径应该是地球的250倍。这也是上文中250这个数字的由来。但很显然，这个计算结果，也即是拉普拉斯公式，只适用于经典物理学中的宏观抛射体，不能够适用于光线，或者说光子这种质量为零的物体。
而关于引力对光产生的影响则必须要到广义相对论的框架内进行讨论。其中具体地理论过程这里就不作详细介绍，我们只要知道一个非常重要的理论结果，那就是，与经典物理学相反，光线虽然没有质量，但也会受引力的影响。或者更准确的说，是受时空弯曲的影响。这个时空弯曲，就是广义相对论中所阐释的引力的本质，也即是时空的几何表现。
广义相对论中的引力与时空
在广义相对论的框架之中，我们就可以系统而严谨地来计算星体限制光线所需要的条件了。前面提到，在广义相对论的场方程中，有一个临界数值。代入到实际情况就是这个星体的临界半径。当一个星体的半径小于临界半径时，光线就无法从中逃脱。令人意外的是，计算这个半径的公式与由经典理论推导的拉普拉斯公式完全相同。是的，如果你还记得，你就会知道这个半径就叫做史瓦西半径，用来纪念最早计算出这个半径的卡尔·史瓦西。
那么根据史瓦西的公式计算，如果要将太阳转化为黑洞，必须将它的质量压缩成一个半径仅为3千米的球体！如果前面讲到黑洞是一种超高密度的天体你还无法具体想象，相信现在你应该有了一个较为直观的认识。
黑洞的视界面（假想）
而在光线和物质无法逃逸的区域外则有着一个球形的表面，我们称之为黑洞的视界面（horizon）。它是一个几何假象的表面，而不是真实存在的物体。我们赋予它这个名称是因为它和“地平面”类似，都是视线范围的边界。如果说地球上的地平面位置取决于观察者的位置，那么黑洞的视界面就是绝对的。它是时空的边界，与观察者的位置无关。简单地描述就是，在黑洞的视界面之外，我们可以通过光信号在两点之间进行联系，这就是我们生活的普通宇宙。
那么在视界面之内呢？一切都将变得不一样。由于黑洞的强大引力，所有光线都必须向中心聚集，因而无法在两点之间自由移动。所有的联系都受到了严格的限制。例如，物质和辐射可以从外部传递到内部，而无法从内部传递到外部，这是一个单向的，不可逆的过程。
此外，在黑洞的外围，视界面之外，还有一圈特殊的物质存在。那就是黑洞的吸积盘。它是一种由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构，是包围黑洞的气体盘。盘内的摩擦力使气体逐渐螺旋下落，被吸积到黑洞之中。简单来说就是中子星形成黑洞时所产生的物质残留。其源源不断地为黑洞提供物质能量，也是被吸入黑洞之内的物质最后暂存的“中转站”。
黑洞的吸积盘
现在，你的脑海里对黑洞应该已经建立了一个大概的、模糊的印象了，但由于视界面的存在，我们也根本无法通过观测看清楚它本来的样貌。只能将其简单地想象成一个宇宙间的漏洞。它看起来平平无奇，毫不起眼。但是它却对我们的宇宙产生着无比巨大的影响。
我们知道，黑洞无法被直接地观测到，那么人们又是怎样发现它的存在的呢？事实上，虽然黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。例如，借由物体被黑洞吸入之前因高热而放出的射线等“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的信号。而推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际介质绕行轨迹取得的位置以及质量信息。
1971年，天体物理学家们探测到了天鹅座X-1，这个二元系统的特征表明了它是由一个黑洞和一个巨大的恒星组成的。也就是说它们本来是一个双星系统（事实上宇宙中存在的绝大多数恒星都是双星或多星系统，类似太阳的单星系统非常少见。），而其中的一颗寿终正寝之后就坍缩成了黑洞。而这也是首次通过观测确定了黑洞的事实存在，从而验证了黑洞理论的提出是正确的。此后，在我们身处的银河系之中，又发现了大约20个黑洞，其中最大的一个，就是位于银河系的正中心，有着400万个太阳质量的，被称作“银心黑洞”的超大质量黑洞人马座A*。
银心黑洞位于银河系中心
由于黑洞无法进行详细具体的观测，我们界定一个黑洞的大小通常看的是它的质量而并非它的半径或直径。我们已经知道了黑洞是由中子星演化而来的，中子星又是由蓝巨星通过蓝超巨星-超新星过程演化而来的。而蓝巨星的质量一般都是太阳这类黄矮星的数倍至数十倍，所以哪怕质量最小的黑洞也有着数倍太阳的质量。
目前人类已经发现的最小黑洞是编号为IGR-J17091-3624的距离地球2.8万光年的一颗黑洞，它的直径仅仅只有十几公里，大小差不多和火卫一相同。质量也仅仅为3倍太阳大小。几乎就是黑洞能够稳定存在的质量下限。同时它还有其它一些比较特殊的性质，感兴趣的朋友可以自己去了解一下。
其它人类已经探测到的，我们熟悉的黑洞还包括MonX-1、HLX-1、IC4329A、NGC3783等等。到了数十万倍乃至百万倍太阳质量的黑洞，基本上都是星系中心的级别。当然，并不是说每一个星系的中心都有一个超大质量的黑洞。而目前人类已经发现在最大质量黑洞是编号为TON618的超大质量黑洞。那么它到底有多大呢，目前粗略估计是660亿倍太阳质量。其半径则更是已经远远超过了整个太阳系的半径。
已观测到的最大黑洞TON618(假想)
但其实，宇宙缥缈浩瀚，只有更大没有最大。芬兰科学家通过使用巡天数据发现，在距离地球35亿光年的地方，发现了一个具有1960亿倍太阳质量的双黑洞系统，这个质量已经顶得上一个小型星系了（银河系质量约为1万亿倍太阳质量）。但目前关于这个黑洞还存在很多争议，所以它还并不能算是一个已经确定被发现的黑洞。
现在，了解了黑洞的大概外部特征以及其体量大小。我们终于可以向其最最神秘的中心，也就是视界面之内进发了。在那之中，究竟又是什么样子的呢？
在了解黑洞的中心之前，我们先来做一个有趣的假设。那就是，假如一个人被黑洞吸了进去，或者说他掉落到了黑洞之中，他会发生些什么？
先不要觉得恐惧，让我们从科学的角度来试着分析。首先，在黑洞这种超大尺度的引力源作用下，时空已经发生了弯曲。从作为观察者的我们看来和作为当事人的他看来，情况会完全不一样。所以这里就可以从两个不同的角度来分析。
掉入黑洞之中
首先，站在当事人的角度，当他被黑洞慢慢吸入其中，由于他受到了无比强大的引力，而且这个引力是越来越大。所以，如果他是头朝上脚朝下掉入黑洞之中，那么在某个瞬间，他的头部感受到的引力和脚部感受到的引力是完全不一样的。对于质量为10个太阳大小的黑洞来说，一旦当他掉入视界面之内，他的脚部所感受到的引力就好像被吊起来，一个大型城市的所有人口挂在他的脚上一样！他的脚会被突然无限拉长，看起来就好像一根拉面一样。
好吧，我承认我有点恶趣味。不用想都知道那滋味肯定不好受。那么站在观察者角度的我们看来呢？首先，由于时间膨胀效应（前文已经讲述过），在我们看来，他的动作会越来越慢，同时他会变得越来越红，越来越暗。因为光线在引力的作用下波长被逐渐拉长，出现了红移效应。而随着引力越来越强，波长超出了可见波段，就会逐渐变暗，从而消失不见。
这里的消失不见只是指的我们看不见他了，但他本身还在。而在我们眼中会产生什么样的情景呢？那就是他的时间越来越慢，最终会停止。也就是说，在我们看来，他最终会静止在视界面上。
静止在视界面上的宇航员
在他自身看来呢？除了被拉成拉面以外，他感受不到自身任何不正常的时间流动，也就是说这个跌入过程对他来说并没有变慢。而相对的，在他眼中，我们的动作会越来越快，越来越快。一切的事物，包括恒星，星系的一生，都能在他的眼中快速流过。甚至，他能在短短数秒之中见证宇宙的终结。但是很可惜，他没有机会再对我们分享了。因为在他的眼中，我们可能在一瞬间就已经终老而去了。
现在，是不是有一种新奇的感觉？觉得似乎落入到黑洞之中感觉也没那么差呢？但是遗憾的是，这只是理论上的可能。在实际情况之中，由于光线被强大的引力所影响，根本不可能以可见波段进入到他的眼睛，而是慢慢蓝移（相对于观察者的红移）后继而消失不见。换句话说就是，那些神奇诡谲的画面，恒星诞生与死亡，宇宙终结等等的确已经发生了，而且相对他来说的确是在很短很短的时间内就完成了。但是他是看不见的。他能看到的，就是我们连同周围的星体会变得越来越蓝，越来越暗，最后很快消失不见。
同时，由于宇宙中无数高能射线同样以越来越快的速度被吸入黑洞，可能他在很短的时间内就已经被射线给烧死了。但从时间线上来讲，在他的角度看来，他最终的确会穿过视界面从而到达奇点。
掉入黑洞之中
然而，就算他最终到达了奇点，也只是他的质量到达。由于黑洞无毛定理（无论什么样的黑洞，其最终性质仅由几个物理量（质量、角动量、电荷）唯一确定。由霍金，卡特尔等人在1973年证明），他其它的一切物质信息，甚至包括组成他的原子、分子是如何排列的，都将会停留在视界面上，并不会进入黑洞。
是不是越发地难以想象了？其实，这也是黑洞的一个非常神奇的地方。那就是由于视界面这个独特的存在，可能在视界面中的他看来，外面的一切事物都不会发生，而在视界面外的我们看来，里面的一切事物也可能都不会发生。所以话说回来，如果有一个人真的掉入了黑洞当中，那么究竟会发生什么，可能只有天知道了。
好了，不管怎样，我们成功引出了奇点。这个黑洞的中心，也是现如今宇宙中最为神秘和神奇的存在。在第一篇文章《我们的宇宙》中，我就已经提到过奇点，它是一个时空曲率趋近于无穷的区域，因为整个黑洞的质量全部汇集于此。关于奇点的描述目前还是一个真正的、依然悬而未决的理论难题。但尽管如此，我们还是要尽力地对它进行探索。
神奇的宇宙之眼-奇点
简单来讲就是，奇点是一个点，也是一片空间，更是一种运动。我们可以将黑洞内部的时空描述成一个“翻转的世界”。在通常的时空中，我们可以向任何方向移动，这是空间的移动，而时间的移动则只能是由过去向未来，这是一个定向坐标。但在黑洞中，情况则发生了变化。所有物体和黑洞中心的距离代替时间成为了定向坐标。或者说空间代替时间成为了一种“必然”。所有的物质都不可避免地与中心之间距离缩短。
就像克里斯托弗·普利斯特的科幻小说《倒立的世界》中的开头“我的年纪已经达到了一千千米”。但不同的是，改变黑洞内部的时间状态也并不能让我们回到过去和改变因果关系。我知道这可能会有点绕。简单来说就是，从进入黑洞的一瞬间开始，时间这条坐标轴就已经被确定，只能存在一个方向上的固有时间。而这个固有时间则唯一取决于距离坐标，也就是和黑洞中心，也就是奇点的距离。
在黑洞之外，所有物理行为的时间流逝都是向未来前行，而在黑洞之中，这个未来有一个计划好的结尾：奇点位于黑洞的中心，奇点之上不再有未来。
至于到达奇点之后又会怎样，时间是否会在奇点停止。奇点是否连接着另一个宇宙，等等很多的猜想和假设，目前众说纷纭。但可以肯定的是，没有谁敢打赌他能够确定。而正是因为这样神奇而又神秘的存在，激发了无数人们对黑洞，对宇宙丰富的想象力。其实，顶尖的理论物理学家们就是一位位科幻小说家，他们敢于想象，敢于怀疑，敢于提出，敢于证明。当你有能力将你的想象用严谨科学的语言论证，那么，哪怕这种想象现今仍旧只是一种想象，它也终有被发现，被观测，被证实的那一天。
神秘广袤的星系
关于黑洞还有很多很多神奇的性质和特点，根本无法一言而尽。例如霍金的黑洞蒸发理论，黑洞的不同分类、人造黑洞以及与之相反的白洞理论等等。可能光是黑洞的完整介绍就足以出一本书。故没有水平，也没有精力去将其完整的叙述。这里就只是抛砖引玉，如若能激发各位对于黑洞，对于星体，对于宇宙的一丝探索欲望和好奇心，那么对我来说就已经足矣。当然，就像我在开篇讲的，由于水平和精力有限，文章之中难免会出现诸多谬误和不足。敬请大家指正。