導論

從黑洞內向外看會看到什麼景象？畢竟誰都沒近距離見過黑洞，更不可能從黑洞內向外看風景！但這並不妨礙我們不負責任的腦洞下，根據我們所瞭解的黑洞與光的特性，來推敲下從黑洞內向外看是個什麼樣的景色

這是星際穿越中經典的、最接近實際的黑洞效果圖，僅僅是在亮度方面為展現效果有一些失真（真實的黑洞會因為紅移而變得暗紅色）！我們先來了解下為什麼我們看到的黑洞會是這副德行！

這是我們看到的常見黑洞形象，但事實上卻沒有考慮引力對於光線的扭曲能力，而在視界附近光線會貼著視界環繞的，因此在任何角度都能看到黑洞另一邊的光線，因此看到的黑洞形象就是一張網。

這是考慮了引力紅移後發出暗淡紅光的黑洞形象！

以上我們瞭解了視界附近光線扭曲的真實形象之後，那麼我們可以來分析一下黑洞內朝外看到的風景了！

一、在黑洞內我們能看到的是一幅如何場景？

有一種說法是黑洞內的時空是扭曲的，進入了黑洞之後根本就沒有內外之分，所有的方向都是通向奇點，那麼從這個理論上來看的話，似乎我們在黑洞內根本看不到任何光，所有方向都只有一個歸宿，而奇點則根本不會發光！因此我們看到的是一片漆黑！

另一種說法是進入黑洞的光子都會在視界附近以光速盤旋，再逐漸落入黑洞內部，因為視界的逃逸速度為光速，但視界內外又無明顯的界限，因此光子會在裡環繞，往中心落入的速度會比較慢，因此視界附近是黑洞最明亮的！但由於吸積效應，這個主要集中在吸積盤內側，儘管其他區域也會有，但吸積盤內側應該是最明亮的！因為光子從視界吸積盤處落入中心起點，那麼理論上應該可以看到一個螺旋盤落入奇點消失的光碟！

比如一張光碟，從外側極度藍移到經過身邊後極度紅移，不過更多的可能是進入視界後所有的光線都藍移成了高能的伽瑪射線，根本就看不到！而扒著黑洞視界再向外觀測時，也許微波背景輻射都將藍移到可見光，因此從黑洞內向視界外觀測時，原本的光線藍移成了高能伽瑪射線，而從設點波段的電磁波卻藍移成了可見光！

二、我們能進入黑洞觀看嗎？

黑洞的吸積盤場景會讓我們瞭解到這是一個不可能完成的任務，在進入視界前即早已被撕裂成基本粒子狀態，不可能有這樣的機會！

因為光線都被黑洞吸進去了，從外面看不見黑洞的光所以黑洞看起來是黑的，從裡面看外面是很亮的，因為光都被吸進去了。

1.吸進黑洞的光，還是亮亮的發光嗎？

光是逃不過黑洞本身的，所以中間那塊是完全黑的

但是黑洞有一個“事件視界”，可以理解為它的“邊緣”，過了這個地方或者說這條線，光就逃不掉了，被吸進去了，但是如果沒到，光就會被黑洞的引力捕獲，然後“繞”著黑洞走（事實上光還是走直線只不過時空被黑洞巨大的引力彎曲了所以光也彎了）

所以在黑洞外圍會有一個範圍，在這個範圍裡光既不會“掉”進黑洞裡，也無法完全逃離黑洞，就形成了一個光圈

好比月球不會掉到地球上但是也不會飛走，一個道理。

2.黑洞為什麼能吞噬光？

我們都知道黑洞是神秘的，黑洞的一切對於我們來說都是秘不可測的，但是這並不能阻止人類對黑洞的研究。那麼，透過本文讓我們一起看看黑洞為什麼能吞噬光。

透過觀測發現以及許多科學家現已宣佈的定論，可以認定黑洞吞噬光線的原因是受磁場影響，將周圍的粒子從頭排列成一個迴圈狀，光線偏振是因為電子環繞磁場線的旋轉引起。

明顯磁場參加了引力場的構成，要澄清引力是怎麼發作的必須把磁場考慮進去。那麼這個與時空曲折導致引力構成的愛因斯坦觀念和牛頓提出的具有質量的物體就具有引力的觀念就不同。

根據愛因斯坦相對論，重力的成因是有質量的物體引起了時空的彎曲，在我們能感受到的三維空間裡，這種彎曲就表現為重力，黑洞就是能引起最強烈時空彎曲的天體。

光線以某個角度射到這極度彎曲的時空裡會怎麼走也走不出來，在我們的觀測中，光線就是被吞噬了。重力並不是有形的東西，只是時空彎曲了，所以無法消滅。

還有一種對重力的描述是弦理論，它認為重力是靠重力子發生作用的，重力子互相之間不發生作用，所以重力還是不會吞噬自己。

兩種理論都認為重力的速度等於光速。而黑洞視界外逃逸速度小於光速，黑洞視界外與黑洞視界內接縫處逃逸速度等於光速，黑洞視界內逃逸速度大於光速。

黑洞在吞噬其附近的星體時並不是一下子全吞下去，有些類似地球圍著太陽轉那樣，是俘獲靠近的天體，然後不斷把天體拉扯進去，這個過程可能數億年。

這個過程中，星體上不斷有物質被黑洞扯走，這些物質在被黑洞吸走的過程中，粒子間劇烈摩擦，從而放射出大量輻射X射線伽馬射線等等。

黑洞的視界實際上可以理解為不可逃逸區，一但進入視界範圍，就是光線也無法逃脫，但在視界外，還是有光線和電磁輻射能脫離，而X射線和伽馬射線的主要產生區域並不在視界範圍。

黑洞是因為恆星老化，物質向內部塌陷而形成的，黑洞具有強大的吸力，連光都跑不出來，黑洞是不會爆炸的，黑洞其實可以理解為一個壓縮的星體，內部的物質極其緻密。

假如把地球壓縮得如乒乓球大小，那麼地球也變為一個黑洞，黑洞並不會爆炸，只有一些不穩定的恆星才會爆炸而成為超新星，由於人類的視覺是由接收光線產生。

而黑洞是不可能發光，所以人類無法觀測到黑洞，只有當黑洞吸收某些能夠發光的恆星時，我們才可以透過發光的物質運動的異常推算它的存在。

科學家解釋：黑洞周圍的活動可以在可見光波段以很低的亮度呈現出來，人類完全可能使用常規的光學望遠鏡，而不是特製的X射線或γ射線望遠鏡對黑洞現象進行觀察。

3.霍金提出吞噬一切的黑洞，吞不了地球！

這個觀點可以說是顛覆了以往所有科學家們對黑洞的解釋。如果這個觀點不是由霍金提出來的話，估計會被所有人當作異想天開。

這個觀點來自霍金的最新理論研究，霍金說：黑洞記憶體在極強的引力，其中黑洞視界內逃逸速度大於光速，此時時空曲率大到光都無法從其視界逃脫，但黑洞會逐漸“滅亡”向著“白洞”轉變，此時會向外噴射超密度物質，從而使逃脫黑洞。

很多人有這樣的疑問，光都無法逃脫黑洞的引力，那麼被黑洞吞噬的物體都去哪裡了？其實被黑洞吞噬的星球將被撕裂撕碎，歸於虛無。當前的理論推測，當一個物體落入黑洞裡並趨近位於中心的奇點時，這物體會因不同部位受到增強的吸引力而被拉長，或稱麵條化，最終完全失去維度並無可挽回的消失於奇點。

並且黑洞是一種特殊的天體，黑代表著黑洞不會向外界發射或反射任何光線，無論是波長波短的光線，洞代表著它能吞噬任何物質包括光在內，一旦墜入便消失得無影無蹤。所以要是一個天體的逃逸速度達到了光速，那麼就連光線也不可能從它那裡逃逸出去了，這樣的天體就是黑洞。

黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小，熱量無限大的奇點和周圍一部分空空如也的天區，這個天區範圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯坦的相對論，當一顆相當質量的垂死恆星崩潰，它將聚整合一點，這裡將成為黑洞，吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。

但是最近很多的科學家卻說黑洞並不是萬能吸塵器。只有黑洞視界以內，物質才會無法阻止地落入中心，無法逃脫。遠離黑洞，跟任何其他具有相同質量的物體沒有任何不同。比如，若將我們的太陽換成黑洞，太陽系內的行星、衛星、小行星等的軌道不會發生任何變化。黑洞是我們看到的宇宙中最劇烈的各種天文現象起因。這是由於周圍氣體在黑洞引力作用下形成吸積盤，盤中氣體的引力勢能以很高效率轉變成了熱能進而轉變成輻射能。此外，黑洞還與其他天體物理問題如“星系如何形成”密切相關。

4.黑洞的形成

黑洞是足夠大質量的恆星在它的核聚變物質燃燒完後，發生重力坍縮所形成的。黑洞是一種特殊的時空。由於在一定的範圍內，黑洞的逃逸速度大於光速，這時，光線進入這個範圍都逃不出來，這有點像熱力學裡面的“黑體”，所以給它命名為黑洞。這個光都不能逃出的範圍被稱為“視界”。

黑洞真的不會發出光來嗎？霍金對此進行了研究，並得出了一個“霍金輻射”的結論。大致意思就是：在黑洞的視界附近，在大引力場的作用下，會有成對的粒子被製造出來，在平時，它們會在產生的同時就會發生湮滅，但在視界上就有可能其中一個粒子被吞噬進黑洞，另一個粒子就會逃逸像遠方。

霍金輻射告訴我們，黑洞可能不是真的那麼“黑”。霍金輻射的強度與黑洞質量的大小成反比，如同銫原子質量大小（目前的自然界不可能產生）的黑洞溫度可以達到400多萬開，從而在產生的一瞬間就把自己蒸發掉了。但一顆太陽質量大小的黑洞表面溫度就只有60納開了。遠遠低於2.7開的宇宙背景輻射。宇宙中黑洞的質量都遠大於太陽質量。所以，用觀測霍金輻射的方法是無法看到黑洞的。

5.我們能發現黑洞嗎？

答案是肯定的，但不是直接觀測。

由於黑洞擁有巨大的質量，所以會與周邊的星體發生萬有引力的作用，觀測這些星體的運動就能發現黑洞的存在。

氣體物質在加速進入黑洞時，會形成一個吸積盤，會釋放出無線電波。透過觀測這些無線電波就能觀測到黑洞的位置了。例如人馬座方向（銀河系中心）就有一個強烈的射電源，可以利用射電望遠鏡進行觀測。這也是人類觀測到的第一個射電源。

利用引力透鏡效應進行觀測，引力透鏡效應是光在重力場中會發生路徑彎曲的現象。觀測這些彎曲的光線就能發現黑洞。

6.黑洞周邊光線的畸變

利用引力波進行觀測。在2016年，LIGO團隊第一次發現了引力波的存在，從而證實了愛因斯坦的預言。這也推開了利用引力波觀測宇宙的大門。他們第一次觀測到的引力波訊號就是源自距離地球約13億光年處的兩個分別為36個太陽質量與29個太陽質量的黑洞的併合。

但黑洞觀測是非常艱難的，科學家們為了找到黑洞付出很多努力，成果卻不多。上世紀的70年代找到4個黑洞候選者，在90年代又發現6對新的X射線雙星黑洞候選者，其中2個在大麥哲倫星系裡，8個在銀河系內，並於2000年後陸續探測出7個。據估計，銀河系應該至少有100萬個恆星級黑洞，可是至2007年也只有找到一共17個黑洞候選者。希望LIGO能夠幫助科學家們找到更多的黑洞吧。

黑洞視界內是否能看到光？很多情況下，我們聊黑洞大都是聊黑洞視界之外的，而這次卻跑到了視界之內去，這顯然是有點強人所難了。

我們知道，我們能看到整個黑洞的臨界點就是它的視界，而它視界以內的空間因為時空曲率大到了光線完全沒辦法跑出來而致使我們沒辦法看到，或者是檢測它內部到底是何種世界。

觀察與檢測是一種檢驗理論是否正確的有效手段，而物理規律的推導卻是我們預言一些還未發現，或則是沒辦法去觀測發現的事物存在的方法。雖然我們沒辦法觀測到黑洞視界以內的世界到底是什麼樣子的，但是我們可以用物理規律的手段去預言它的內部除了一個無限小的奇點外，其餘的一切都是空蕩蕩的。

那麼，如題所言，在黑洞的視界之內是否還有光的存在？我個人認為是會有的。

相信很多人會對黑洞有一個很明顯的誤解，那就是光到了視界之內後，由於黑洞奇點無限大的引力而將光吸進了奇點，所以在黑洞之內的是沒有光的，或者是黑洞內所有的光都是直接奔向於那個奇點的。其實這種認識是不正確的，光沒辦法跑出黑洞的視界，這並不是因為黑洞引力強大，而是時空曲率變大到光線沒辦法再沿著它所認為的“直線空間”跑出來而已，雖然光在視界之內跑不出來，但是它們也沒有完全的墜入奇點之中。

既然光在視界之內沒有墜入奇點之中，那麼它會跑去哪裡？那它肯定就在視界與奇點之間嘛。當然，這理論終歸是理論，實際上到底是不是這樣還不知道，因為黑洞的視界是相對於我們處在黑洞之外的視界，那麼黑洞之內呢？越接近黑洞奇點的時空曲率也就越大，在裡面，一層不同於一層的時空，光到底怎麼跑還不知道呢。

人能夠看到物體是因為物體發出的光或反射的光進入了人眼的緣故，包括各頻段的望遠鏡能夠探測到物體也是由於各頻率的電磁波進入瞭望遠鏡的緣故。黑洞是一種特殊的天體，它的質量集中在中心體積無限小、密度無限大的奇點上。黑洞周圍強大的引力使得空間發生嚴重扭曲，光無法逃出它的視界，各種頻段的望遠鏡都無法看到黑洞。光進入了黑洞視界的內部，在黑洞的視界內能看見物體嗎？如果能看見，會有什麼奇妙的景象嗎？

光進入了黑洞視界內，只要被黑洞視界內的人眼或光學裝置感測到，人眼或光學裝置就能夠看到物體。人或者光學裝置能不能進入黑洞，取決於黑洞的質量。人類在宇宙中發現了兩種黑洞，一種是由大質量的恆星晚年坍縮後形成的恆星型黑洞，這種黑洞的質量在幾個太陽質量至幾十個太陽質量之間；另一種黑洞就是超大質量黑洞，這種黑洞的質量在上百萬個太陽質量至幾百億個太陽質量之間。介於這兩種黑洞質量之間的黑洞沒有被發現過。

人靠近恆星型黑洞附近時，黑洞在人靠近黑洞的那一端及遠離黑洞的那一端會產生強大的引力差，潮汐力會把人拉成細長的麵條再進入黑洞。即使是探測器也難逃被撕碎的命運。人若是想安然無恙地進入黑洞的視界，只能選擇進入超大質量黑洞的視界，那樣在黑洞視界外潮汐力可以忽略不計。

人進入黑洞後，向黑洞中心處看還是黑乎乎的一片，回頭看自己走來的路會看見之後被吸入黑洞的物體幾乎以光速奔向自己。如果（當然只能是如果）隨第一個人之後進入黑洞視界的人能夠看到第一個人的話，他會看到第一個人以幾乎光速奔向自己。在他們看來，不論是誰，他們的歸宿都是奔向黑洞的中心，最終為黑洞增加一點點的質量。

掉進黑洞的人，在他們看來自己會很快墜入黑洞的中心結束生命，這個過程在黑洞外的人看起來卻是極其漫長。黑洞的強引力使得時間變慢，地球上過了億萬年，黑洞內部可能才是幾分鐘甚至更短。如果今天有一位地球人掉進了超大質量黑洞，再過幾百萬年地球上的人或許有辦法能把他從黑洞中救出來。把他救出來後，他的生理代謝只是增加了幾秒鐘，而地球上卻過了幾百萬年。

黑洞視界內也許非常明亮。

或許是光可以被黑洞“吸”住的吸字產生了歧義，我們會以為光一旦進入黑洞就會直奔奇點，然後被吸收。但根據科學家們的說法不是這樣的。

當大質量恆星坍縮為黑洞時，因為無窮大的質量扭曲了時空，光線被彎曲，無法逃出，並不是引力“吸”住了光。如下圖：

沒有坍縮的恆星周圍的時空，光線可以從恆星表面（垂直的紅線）逃逸。光線在遠離恆星時和垂直方向成45度角。如果恆星坍縮（紅線在一點相交），時空被嚴重翹曲，使視界內的光線向內運動，於是就無法逃出視界範圍。這就意味著，光線將在離恆星常距離處逗留，永遠不能離開。於是黑洞因此形成。

因此我們可以想象，光線雖然無法逃出，但並沒有消失，只是逗留在視界以內，那麼如果可以進入視界內，就應該看到黑洞內是非常明亮的。

當然我們無法進入，所以這也只能是一個猜測。