世界上百分之九十九的人口从未听说过，甚至没有想过我们生活在一个黑洞中。
2023年的一天，美国宇航局的天文学家正在用韦伯望远镜仔细观测遥远的星空，突然望远镜捕捉到了一束微弱的光线，这束光实际上来自一个早期的星系，它的质量是14亿次。 这个早期星系被标记为uhz1，只有4它形成于7亿年前，根据科学家的估计，我们的宇宙已经存在了大约138亿年。 如果我们把现在的宇宙看作一个 100 岁的老人，那么 47亿年的宇宙相当于一个3岁以上的幼儿。
科学家们非常兴奋，他们用钱德勒X射线望远镜跟踪了UHZ1星系两周。 他们注意到一个巨大的星云在引力源下旋转。 在分析数据后，他们惊讶地发现引力源实际上来自一个超大质量黑洞，而这个黑洞恰好位于UHZ1星系的中心。
1915年11月，阿尔伯特·爱因斯坦发表了他著名的广义相对论，这是一个相对论的数学方程，爱因斯坦认为这个理论极难给出准确的解决方案，他自己也没有什么信心。 因为爱因斯坦虽然是物理学领域的领军人物，但他却不敢称霸数学领域，而且这个方程非常复杂，难以准确求解，这直接挑战了他能力的极限。
那是第一次世界大战的第二年，爱因斯坦的广义相对论方程发表后不久，一位驻扎在东线的德国军官看到了这篇文章。 他的名字叫卡尔·施瓦拉西，是一位天体物理学家和数学大师。 那段日子，他单位的战争并不紧张，于是他利用业余时间研究方程的解。 史瓦西花了几天时间研究出这个方程的精确解，他后来称之为史瓦西解，并将结果发送给了爱因斯坦。 爱因斯坦随手打开了信封，只看了几眼，就被这封信的开头迷住了。 爱因斯坦仔细读完这封信，读完这个精准的解决方案后，仰望天空，感叹道，天才，天才。
1916 年 1 月 3 日，在柏林举行的普鲁士科学院会议上，爱因斯坦向史瓦西介绍了史瓦西的计算，然后自信地说，广义相对论数学方程的更精确解指日可待。他的信仰来自施瓦拉斯柴尔德。 但仅仅四个月后，施瓦拉斯柴尔德的研究生涯就永远结束了。 史瓦西在前线染病后去世，爱因斯坦非常伤心，一边感叹上帝嫉妒这位天才，但别无他法，只能接手史瓦西的工作，继续解决的工作。
但幸运的是，史瓦西的回答打开了爱因斯坦的第二道防线，找到了广义相对论最重要的解，并预言了黑洞的存在，让广义相对论向前迈出了一大步。 但爱因斯坦惊讶地发现，史瓦西的黑洞是一个奇怪而令人困惑的天体，在它的中心，居然有一个叫做奇点的地方，引力变得无限大，物质的密度和时空的曲率趋向于无穷大。 爱因斯坦完全懵了，为什么宇宙中会有这么奇怪的存在？ 在他理解的物理世界中，这是没有意义的。 为了求解爱因斯坦提出的相对论方程，他大脑的CPU已经超负荷了很长时间，现在黑洞的怪胎已经制造出了史瓦西奇点，爱因斯坦的CPU实在是不够用，所以他只好第一时间忽略它，把问题留给同行。 这个黑洞奇点困扰着爱因斯坦的物理学家们一辈子，他们不得不把这个问题留给下一代。
事实上，黑洞这个名字是1960年代美国物理学家惠勒给它起的，而黑洞最直接的视觉形象来自于诺兰执导的电影《星际效应》。 越过这个边界的物体将被黑洞的强引力捕获，光线也会被捕获，因此黑洞事件视界内的部分将看起来像一个黑洞。 当然，黑白明暗只是人类的视觉描述，当光线被完全捕捉到时，它是什么样子的？ 它超越了我们所经历的世界，就像没有人能说出他们以前没有见过的颜色一样，也没有办法用人类语言准确地描述黑洞是什么。
电影《星际效应》中的黑洞形象，是在加州理工学院黑洞专家、理论物理学家索恩的指导下制作的。 当这部电影在2014年秋天上映时，天体物理学家还没能拍到黑洞的真实面貌，它的出现只是一个理论上的推论，需要通过实际观测来证实。 2019年，人类终于拍下了第一张黑洞的照片**。 正如我之前所说，既然没有光能逃脱黑洞的引力场，当然不可能直接射出。 科学家是通过拍摄恒星围绕黑洞的运动和变化，间接地拍摄了所谓的黑洞外观的照片，这种手法很像中国画的烤云来支撑月亮，画家不是直接画月亮，而是画月亮周围的云， 最后留下一片白色，然后中间的白色代表月亮。但这是月球的真相和全貌吗？ 细节再真实不过了，这叫徒手，只能听懂而不能说出来。 因此，拍摄黑洞的特殊存在，也采用了这种方法，并且进行了很长时间的科学研究，最终制作了一幅徒手画。 科学和禅机最终都走在同一条路上。
2019年，科学家公布了位于室女座A星系中心的超大质量黑洞**，其质量约为太阳的50亿倍。 2022年，银河系中心的超大质量黑洞人马座A也被揭示出来。 它的质量大约是太阳的430万倍。 黑洞应该看起来离我们的星球很远。 在电影《星际效应》中，主人公在星际飞船上花了几年时间才到达离我们地球最近的黑洞。 然而，在观察了黑洞之后，一些当代物理学家得出了一个惊天动地的结论，我们的地球很可能处于黑洞之中。 我们站在地球上，在一个晴朗的夜晚，仰望天空，我们的眼睛里满是星星。 这些恒星中的大多数属于银河系，它与我们的地球和太阳系是同一个星系。 很难将如此美丽而灿烂的恒星与前面提到的黑洞联系起来。
如前所述，黑洞是特殊的天体，它们的引力非常强，扭曲了周围的时空，即使是光也无法逃脱黑洞的引力。 如果地球真的在黑洞中，它是如何进入并能够保持完好无损的？ 罗德岛大学的黑洞物理学家卡纳说，如果地球被吸入黑洞，随着地球接近黑洞，时间会变慢，地球会被拉伸成类似面条的扁平形状。 如果地球没有在这个过程中被摧毁，那么当它接近引力强的黑洞中心的奇点时，它就注定要失败。 所以，这个生机勃勃的地球绝对不可能从黑洞外吸进来，它只能在黑洞内诞生。 这个脑洞听起来很荒谬，既然黑洞中心的那个奇点的引力强大到足以摧毁所有物质，地球怎么可能在这里诞生并且安然无恙呢？
在电影《星际效应》中，黑洞的中心是这样描绘的，男主乘坐飞行器进入黑洞，弹射逃脱后，并没有遇到黑洞奇点引力的毁灭性拉力，而是进入了一个安静的高维空间。 影片的逻辑是，一个比人类文明得多的智慧生命，刻意创造了这样一个空间，拯救了男主角库珀，让他通过可以穿越时空的重力传递拯救人类的信息。 看来，影片的科技顾问索恩也同意，有一种可能，在黑洞内部，不一定是早期推测的引力奇点，也可能存在另一种时空结构。
关于黑洞内部结构的早期计算来自原子弹之父奥本海默，他在 1939 年发表了他的方程，预言黑洞的奇点具有无限的密度和无限的引力。 但年轻一代的物理学家索恩认为，当一个方程计算出无穷大时，你会直觉地发现它可能是错的，因为宇宙中不应该有无穷大这样的东西，而在真实的物理世界中，一切都是有边界的。 于是，以索恩为代表的年轻一代物理学家，用脑子组队对抗怪物，试图在奥本海默方程中寻找漏洞，或者构建新的理论来解释奥本海默方程。
根据爱因斯坦的广义相对论方程，物理学家计算出了另一种可能性，那就是在恒星坍缩成黑洞的过程中，当物质坍缩到一定程度时，它可能不会形成奇点，但物质的两极必须反转，进入膨胀过程。 这种膨胀没有跨越上面提到的事件视界，这意味着它在黑洞外仍然不可见，但它会在黑洞内部形成一个新的小宇宙结构。
这个黑洞中的小宇宙会经历以下过程：首先，它会逐渐与大宇宙分离，就像从一块布中挤出一个球一样，这个球会脱离这块布，在超空间中独自移动。 这个超空间是什么？ 简单地说，超空间是一种高度弯曲的空间结构，没有任何观测设备能够看到它的内部结构是什么样子的。 这颗恒星的小宇宙在漂浮在超空间中时，会有几个进化结局，第一个是它与另一个大宇宙结合。 第二，它也可能与它逃离的宇宙重新组合。 在这两种情况下，组合后的小宇宙都会继续膨胀，最终将小宇宙中的物质送入大宇宙，从而合二为一，成为大宇宙的一部分。 第三个结果是我们今天要关注的黑洞小宇宙，它一直在超空间中徘徊，与其他宇宙中的物质无关，并且是自足的。
在1960年代，英国数学家和物理学家彭罗斯在数学上确定奇点一定存在，但它被事件视界的障碍所掩盖，无法知道它到底是什么样子。 彭罗斯的研究结果发表后，物理学界的主流综合了之前的理论，认为黑洞中的奇点一定存在，但这个奇点并不一定能摧毁所有物质。 这个奇点到底是什么？ 主流认为它可能是由量子气泡构成的，其中没有时空的概念，是一种原始混沌状态，并且可能从这个奇点中诞生了一个新的宇宙。
我们知道，黑洞是在恒星坍缩时形成的，最终形成奇点。 物理学家迦尔纳认为，宇宙其实是从奇点中诞生的，最终会在探索过程中被摧毁并返回奇点。 因此，宇宙的诞生和毁灭的过程只是黑洞形成的逆向工程，两者的本质是一样的。 迦尔纳说，这个理论的意思是，一个宇宙可以存在于另一个宇宙中，所以它是宇宙的集合，就像俄罗斯套娃一样，层层叠叠，而我们的地球可能存在于一个层层嵌套的黑洞中。 既然地球是黑洞小宇宙中的一颗行星，那么我们生活的这个黑洞是什么样子的呢？ 马萨诸塞大学达特茅斯分校（University of Massachusetts at Dartmouth）的数学教授费尔德·菲尔德（Felder Field）说，如果黑洞很小，而且不是太大，人们会感觉到黑洞引力或物质拉伸引起的时间变化。 即使变化很小，我们也能感觉到。 但目前的情况是，我们生活在地球上，对黑洞的引力没有任何体验，所以我们生活的黑洞应该是巨大的。 它有多大？ 它可能和我们观测到的宇宙一样大。
费尔德教授擅长引力建模和模拟，黑洞是他的主要研究对象。 他说，如果人类生活在一个由黑洞组成的小宇宙中，那么人类绝对没有办法理解黑洞存在的母宇宙。 但有趣的是，我们生活的宇宙是在一个黑洞里的，我们在这个宇宙里发现了很多黑洞，黑洞里有黑洞，黑洞里的黑洞也可能孕育出一个小宇宙，那就是多元宇宙。 这个推论就好比说，一粒沙子里有三千个世界，这颗沙子里有世界，那些沙子里有一个繁荣的世界。
2023年初，韦伯望远镜观测到了一个在宇宙初期形成的星系，编号为UHZ1。 这个尚在襁褓中的星系已经包含一个巨大的超大质量黑洞。 它的质量与星系相当，大约是太阳质量的数千万甚至数亿倍，比银河系中心的大质量黑洞人马座A大几十倍。 按照现在流行的理论，黑洞是由巨大的恒星死后坍缩形成的，所以在宇宙的襁褓中，恒星还是比较少的，而且当时它们还比较年轻，那么这么巨大的黑洞是怎么产生的呢？ 这一发现让科学家们感到困惑，他们还发现，在黑洞附近有一个巨大的星云盘旋，随着黑洞的引力而移动。
卡尔纳和费尔德认为，这个超大质量黑洞很可能是多个黑洞合并压缩形成的黑洞的引力，吸附的星云可以在黑洞外形成新的天体，黑洞内部可能会产生新的恒星和宇宙， 内外两层天，彼此看不见。但这种解释的问题在于，uhz1只是一个处于宇宙初期的星系，而它里面的恒星在那个时候应该非常年轻和高，不可能这么早就死去，然后合并成一个超大的黑洞，所以另一种可能性是，老宇宙中的巨星死亡并坍缩形成黑洞。 这个黑洞是通过不断吸取它周围的旧宇宙的物质并压缩它而形成的，然后形成这个超大质量黑洞。 最后，如上所述，宇宙在黑洞内诞生，从而形成了内天和外天。