黑洞是宇宙中最黑暗的天體，因為它引力強大到連光都無法從其視界內(nèi)逃逸，因此我們不可能直接觀測到它，假如有一艘無比堅固的宇宙飛船從外部飛向黑洞，一路上我們到底能看到什么樣的風景？

黑洞不發(fā)出任何光，那么它到底是怎么被發(fā)現(xiàn)的？

其實黑洞并不是被發(fā)現(xiàn)的，它曾經(jīng)只是科學家用數(shù)學推導出來的東西，原理其實很簡單，假如當一個物體的質(zhì)量大到在其直徑內(nèi)連環(huán)繞速度達到光速都無法逃逸時，那么這個物體就會形成黑洞！怎么來理解這個問題呢？

這需要牛爵爺出來解釋下，因為最早地球的環(huán)繞速度公式是他提出來的，理解起來實在非常簡單，地球有引力，而且地球是一個球體，那么制造一個“離心力”與它抗衡，當離心力等于引力時的速度就是環(huán)繞速度，地球的環(huán)繞速度是7.9千米/秒！

但當?shù)厍虻闹睆娇s小到18毫米，質(zhì)量卻不變時，那么在地球表面即使就是光速也無法逃逸，光速引起的“離心力”只和引力相等，而光速則是宇宙中有質(zhì)量物質(zhì)運動速度的天花板，在地球突破18毫米直徑時，這個球體將無可避免的坍縮為黑洞，因為光速運動都撐不住了嘛！

上述方式來理解黑洞的原理并無什么問題，但當年史瓦西可是好不容易從愛因斯坦的相對論中推導出史瓦西的規(guī)的，因為改變的不只是速度與質(zhì)量，還有時空，牛頓經(jīng)典力學無法描述時空之間的關系，而廣義相對論則信手拈來！

計算得到黑洞，怎么來發(fā)現(xiàn)它？

黑洞是計算出來的，那么如何來發(fā)現(xiàn)它呢？其實也簡單，它只是無法直接觀測，但它會影響周圍的時空和天體，前者能形成引力透鏡效應，后者則會形成吸積盤和影響周圍天體運動軌跡，其中吸積盤和運動軌跡兩項，簡直就是監(jiān)測黑洞是否存在的最常用工具！

原恒星、白矮星、中子星和黑洞都會形成吸積盤，但它們發(fā)出的各個波段的電磁波分量是有差別的，黑洞的硬X射線波段更高，比如在確認銀心黑洞過程中，X射線耀斑是重大證據(jù)之一！另一個則是銀心黑洞外圍恒星的運動，從1995年開始，ESO的科學家就追蹤了銀心部分恒星的軌跡，其中就與S2在短短16年間就環(huán)繞了該看不見的天體一周，使得科學家可以精確測量出這個看不見的天體質(zhì)量！

請注意S0-2的軌跡

居然高達400萬倍太陽質(zhì)量，毫無疑問這是一個黑洞！而且在歷經(jīng)數(shù)十年的觀測中還發(fā)現(xiàn)了一顆已知銀河系中速度最高的恒星S4714，公轉極速高達2.4萬千米/秒，達到了光速的8%，單單是速度的相對論效應就已經(jīng)非常明顯了！

而2019年4月10日則公布了EHT事件視界望遠鏡對M87*黑洞的直接成像，盡管我們看不到黑洞的形象，但在那個吸積盤中間，我們知道這里隱藏了一個65億倍太陽質(zhì)量的黑洞！

假如乘坐飛船進入黑洞，我們一路上會看到什么景色？

黑洞沒有直徑，它的中心只有一個奇點或者奇環(huán)，而在它的史瓦西半徑處則是它的事件視界，之外是宇宙，之內(nèi)這是黑洞的世界，在視界這個范圍內(nèi)，科學家所有的信息都無法來自觀測，只能根據(jù)現(xiàn)有的物理知識推導，因為沒有任何信息可以從視界內(nèi)逃逸，所以無法從觀測得知。

在接近黑洞的過程中，首先將會看到黑洞的吸積盤，因為超大質(zhì)量的黑洞吸積盤會非常大，比如M87*的吸積盤在500億千米以上，所以它在很遠的位置就能看到它！如果沒有吸積盤，那么接近它時候能觀測到引力透鏡效應，如下圖：

另外有一個事實要說明下，由于時空曲率的影響，我們看到的黑洞直徑增加速度會比其他天體要高一些，還有看到的吸積盤顏色是偏紅的，因為引力紅移！還有個有趣的現(xiàn)象，即使從吸積盤面上接近，我們也能看到整個吸積盤，因為引力彎曲了光線！

側面看土星，光環(huán)有一部分是看不到的

黑洞的吸積盤是盤面的，但看起來卻把黑洞包裹的嚴嚴實實！

這種黑洞畫法是不對的

繼續(xù)靠近黑洞，會因為強烈的X射線和伽馬射線輻射，所以必須使用能屏蔽這些高能射線的設備！因為無限堅固，所以不用擔心被黑洞的強大引力撕裂！在靠近視界并且通過的過程中我們會有發(fā)現(xiàn)非常有趣的現(xiàn)象！

首先是黑洞的直徑在視野中增加速度遠超預料，這是時空曲率改變所致。

回望宇宙時星光會受到黑洞引力加速，可見光會藍移到紫外甚至X射線波段，也就是那些恒星看起來越來越白色、藍色，最后微波背景輻射也能變成一片可見光，也就是說背后是一片亮光，猶如歡送你進入地獄！

當飛船跨過視界的那一刻，宇宙再與你無關，再強大的發(fā)動機也無法將飛船推離黑洞，因為有一個更麻煩的問題是想要外逃時卻再也找不到出去的路，因為所有的路徑都指向奇點！沒有后悔的機會，黑洞就是這樣！

在外界觀測者看來，飛船進入黑洞的一剎那會永遠留在視界上，所以在外界觀測者會認為你一直停留在這個狀態(tài)，這點在《三體》里掩體的人造黑洞這個章節(jié)有描述，各位有興趣可以了解下！還有黑洞內(nèi)的時間相對于外界是停滯的，在外界看來，你就永生了！

最終飛船會到達奇點，一個時間與空間以我們難以理解方式存在的地方！