紐西蘭的洞穴怎麼變成星空
❶ 紐西蘭小鎮特卡波，世界第一個星空保護區，為什麼星空還能成為保護區
一、首個「國際黑暗天空保護區」
也許初次聽聞你會感到好奇，為什麼星空都可以成為保護區呢？答案是：特卡波的星空實在是太美了，美得像是在童話中。現在世界上受污染很嚴重的景點越來越多，我們自然要保護這樣一個僅剩不多的美麗星空。
四、驢友感受分享星空下睡覺的地方
Tekapo小鎮的這個名字源自毛利語，它有「晚上的草席」的意思，也有很多人將它說成「星空下睡覺的地方」。每當仰望特卡波的天空，看銀河在頭頂流淌而過，看星團在夜空中明亮地閃爍的時候，相信大家一定會有不一樣的感觸。
❷ 探索奇怪洞穴
科學書上一直講人類的住所經歷天然的洞穴然後石頭的房屋，慢慢的進化到如今的高樓大廈，在幾十萬年以前人類已經慢慢的開發各種洞穴，下面我們來 探索 地球上這些奇怪的洞穴，這些洞穴裡面有屍體、墓地、化石等，下面我們欣賞這些洞穴，或許你會有新發現。
1、地獄之火山洞
這些洞穴位於英格蘭東南部，有人說這個地方經常鬧鬼。你可能會想，山洞怎麼會鬧鬼呢。洞穴里有一些雕刻，看起來像魔鬼。這就是為什麼這些洞穴被命名為地獄之火洞穴。
無可否認這些洞穴是人工建造的! 那麼！為什麼有這些奇怪的、令人毛骨悚然的魔鬼雕刻？如果你迷信或膽子小，還是離這個地方遠一點吧。
2、水下洞穴
馬達加斯加有一些水下洞穴，一群潛水員在 探索 洞穴時發現了巨型狐猴的骨頭。這一發現的怪異之處在於，發現的骨頭更像是大猩猩，而不是狐猴的大小。
然而，科學家們還無法弄清這些骨頭是如何進入洞穴的。科學家們認為，它們可能是被洋流拖到那裡的。還有一點需要注意的是，古代世界有各種各樣的巨型生物，至今仍未被發現。這些包括巨大的蜻蜓，甚至是身高超過30米的鹿。
3、沒有盡頭的山洞
這個山洞好像沒有盡頭一樣。埃里森洞穴位於喬治亞州西北部，埃里森洞穴一定有一個盡頭，但還沒有被發現。它確實有一個迄今發現的最長的地下洞穴。
洞穴中的落差達到了驚人的200多米。這大約是帝國大廈的一半高度和該大廈的102層。為了測量這個落差，科學家們不得不穿過20公里的黑暗和危險的洞穴。
4、鼻涕洞
這不是真正的鼻涕，但它很像鼻涕。這里的山洞內充滿了一種被稱為鼻涕的比較惡心的粘稠物質。這種惡心、粘稠的物質實際上是用來誘捕飛過的蟲子的。
這種鼻涕狀物質最早是在墨西哥的托巴斯科發現的。這種細菌被認為是嗜極性的，因為它由難以茁壯成長的環境組成。鼻涕從天花板上滴下，以困住昆蟲。
5、蝙蝠洞
在地球上，有許多山洞裡都有蝙蝠。但沒有一個是像我們即將看到的那樣的。在Samal島的Barangay Tambo，有一個山洞，整個山洞在視力所及的范圍內都是蝙蝠。
洞穴本身並不很大，洞穴的深度只有80米左右。因為裡面都是蝙蝠，所以相當危險。
6、繪畫山洞
在阿根廷有一個山洞，洞壁上都有獨特的繪畫。據推算，這些繪畫的 歷史 可能在9500-12000年之間。如果你去參觀這個洞穴，你會看到數以千計的手印布滿牆壁，顏色各異。
這幅史前繪畫表明，即使在幾千年前，當我們沒有適當的工具來表達自己時，人類也喜歡創造性的表達。這也表明，人類的思維會在任何可能的地方找到表達的領域。
7、死亡之洞
死亡之洞位於蘇格蘭北部，被用作放置屍體的地方，以便以後可以收集骨頭。科學家們認為，那裡曾經發生過某種形式的人類祭祀行為，這就是為什麼它被命名為，死亡之洞。
科學家們發現了長矛上的頭顱、坑中的屍體和其他灰熊的遺骸。這些洞穴相當難走，這可能是許多人的福音，他們可能更樂意不看發生在那裡的所有血腥事情。
8、發現霍比特人
在印度尼西亞的一個山洞裡。發現霍比特人生活軌跡! 當然，這是一個全新的人類物種，他們的體型要小得多。給這個物種起的名字是Homo Floresiensis。這些實際上是一個文明的遺跡。
這些物種只有1米高，他們的名字是在印度尼西亞弗洛里斯島附近的一個叫Liang Bua的洞穴內發現的。當然，霍比特人已經不存在了，他們大約生活在5萬年前。
9、水晶洞中的奧秘
當科學家們開始 探索 墨西哥納伊卡的洞穴時，他們從未料到會有什麼，更不用說生命的跡象了！他們在洞穴中發現了很多東西。當他們踏入洞穴時，他們發現了超過5萬年的水晶！他們對自己的發現感到驚訝。他們對自己的發現感到無比驚訝。
這些晶體含有細菌，它們通過消化存在於晶體結構中的鐵等礦物質而生存。這些活的微生物在晶體中的存在使科學家們懷疑細菌是否也能以同樣的形式在另一個星球上生存。
10、古代珠寶
實際上沒有人會相信尼安德爾人也曾經佩戴珠寶，但這確實是事實。在一個山洞裡，科學家們發現了由彩繪貝殼和其他水生生物製成的古老珠寶。這個洞穴可以追溯到大約6.4萬年前。
研究人員還在那個山洞裡發現了尼安德特人的繪畫。該洞穴被稱為Cueva de Los Avinoes。這些珠寶比洞穴系統更早，大約有11.5萬年 歷史 。這里發現的藝術品也是迄今為止發現的最古老的藝術品。
11、食人族的洞穴
在另一個令人興奮的發現中，有一個西班牙洞穴，那裡有尼安德特人引起的食人行為的證據。雖然科學家們知道人類曾經以馬和其他大型動物為食，但這是一個令人驚訝和惡心的發現。
這些骨頭甚至包括兒童的小骨頭，四個成年人，以及一個生活在4萬年前左右的青少年。這些骨頭被鋸開以吃到骨髓，甚至被過度咀嚼。部落之間也許存在著暴力和競爭，這也是一種恐嚇其他群體的方式。
12、星星洞
螢火蟲洞或星星洞是科學家的另一個有趣的發現。這些磷光細菌被稱為照亮海灘、森林和許多其他地方。這一次，科學家們發現它們在一個山洞裡排成一排，這讓人有一種奇妙的神奇體驗。
這個洞穴位於紐西蘭的懷托摩，看起來幾乎像一個星光燦爛的天文館。這個洞穴形成於3000萬年前，由於其超現實的美麗，吸引了許多遊客。在這個奇妙的洞穴中劃皮劃艇是一生中唯一的體驗，讓人驚嘆於這種自然現象。
13、骷髏骨洞
在非洲有一個洞穴，在那裡發現了許多骸骨。但是，令人震驚的是，它們實際上並不是人類的骨頭！它們實際上是一種未被發現的動物的骨頭。它們實際上是數百萬年前存在的一種未被發現的類似人類的物種的骨頭。
這些被發現的骨頭實際上是一種叫做Homo Naledi的物種。科學家們一直無法弄清這個物種的年齡，但它可能有300萬年左右的 歷史 。人類和這個物種的主要區別在於頭骨的大小。
14、洞穴珍珠
就像石筍一樣，洞穴珍珠是光滑的圓形岩石，幾乎像珍珠一樣。石筍是由洞穴中含有礦物質的水形成的。它們在洞穴中形成了一種美麗的效果，讓人目不暇接。洞穴珍珠在洞穴中很常見，但洞穴珍珠的數量較少。
洞穴珍珠是在水落入洞穴，失去二氧化碳並形成方解石時形成的。這種形成的結果是一種光滑的、圓形的土質岩石，呈圓形。一段時間後，這些沉積物形成了固體岩石，上面有一層釉，看起來幾乎與珍珠相似。
15、洞穴湖泊
你相信嗎，有的山洞內會有一整個湖泊？這是一個真正的景象。你可以在希臘的梅利薩尼看到這樣的奇跡。在那裡你會發現一個同名的湖。
這些洞穴湖不僅可以拍出很好的照片，而且它也是一個可愛的、獨特的地方。湖裡的水是清澈的，寧靜的。你可以游泳，點擊照片或只是欣賞這個自然奇跡。
16、藍洞
藍洞是一種獨特的洞穴系統，深埋在水下。大多數藍洞都可以在巴哈馬找到。這些藍洞是由珊瑚礁的碳化基岩組成的，是一個很好的參觀場所。
這些洞的名字是由於你從上面看的時候它們的樣子。這些洞的藍色色調與周圍的一切不同。這些洞很深，大部分都在海平面以下。
17、鍾乳石
當我們想到洞穴的形成時，我們會想到鍾乳石。這些巨大的岩石，幾乎是從天花板上滴下來的，形成了有趣的岩層，這是一個令人印象深刻的景觀。經過很多很多個世紀，這些沉積物被收集到岩層上。
鍾乳石也有幾種類型，不僅僅是岩石的。有熔岩鍾乳石，石灰石鍾乳石，冰鍾乳石，甚至還有混凝土鍾乳石。要想獲得真正獨特的體驗，參觀黎巴嫩的Jeita Grotto是必須的，因為那裡有世界上最長的鍾乳石，大約有8米長。
18、石筍
石筍也類似於鍾乳石，但它們之間唯一的區別是，它們是從地面向上形成的天花板，因為它們被礦物沉澱物浸在上面，而不是在它們身上。不過，這仍然是一種獨特的現象。
石筍也有不同的類型，即。熔岩、冰、石灰石和混凝土石筍。最長的石筍可以在愛爾蘭克萊爾的杜林山洞找到。其高度約為6米，這確實讓人印象深刻。
19、無底洞
就像那些有著令人難以置信的深度的洞穴，它們似乎掉到了地球的底部，也有一些洞穴還沒有找到底部。有些洞穴似乎沒有盡頭，盡管人們已經進行了長期的考察以找到底部。
世界上最深的洞穴之一是位於喬治亞共和國的克魯貝拉洞穴。任何人在這里能夠到達的最遠距離是2080米。有誰還在試圖 探索 這個洞穴，但仍然沒有找到底部。
20、死海古卷
聽起來很詭異，不是嗎？嗯，死海古卷確實存在於死海之濱的猶太沙漠中的庫姆蘭洞穴。這個洞穴是在1947年被牧羊人意外發現的，也就是在這個時候發現了第一批手稿。
此後，更多的卷軸沒有被發現，但是，後來在這個山脈的一個懸崖上的山洞裡發現了其他文物的埋藏。在被發現的早期手稿中，有公元前4世紀的文字。
21、盲魚
就像在洞穴中發現的其他進化動物一樣，還有一個驚人的發現，那就是盲魚！為什麼是盲魚？有人可能會問，為什麼是瞎子？洞穴是如此黑暗，以至於進化可能使它們沒有眼睛，就像蝙蝠是盲人但有回聲定位系統。
像蝙蝠一樣，這些魚可以感知水中的壓力變化，並使用側線來實現。這條線實際上是從一條魚到另一條魚，如果有的話，它可以探測到環境的變化。這種全新的感覺彌補了視覺上的不足。
22、沃格爾沙赫特和蘭普雷希索芬
現在我們知道了存在的不同類型的洞穴，讓我們談談世界上最深的洞穴。也就是位於奧地利薩爾茨堡的沃格爾沙赫特和蘭普雷希索芬。這些洞穴確實非常巨大，探險家們還在繼續深入挖掘。
截至目前，已知這些洞穴至少有1600多米深，但可能比這更深，因為這是探險者能夠 探索 的最遠距離。有可能，這些是世界上最深的洞穴。
23、 探索 洞穴的形成
洞穴一直吸引著人類的興趣。黑暗的面紗實際上蘊含著許多潛在的美。有些洞穴在懸崖邊上，有些則在熔岩的管道上。有些洞穴甚至是從冰川中形成的。
世界各地存在著如此多的洞穴，其中有一些未解之謎，我們仍在繼續發現。在未來的許多個世紀里，揭開這些謎團的旅程將是令人震驚和迷人的。這些洞穴中的許多都會經歷磨損，只有在10萬年後，它們才會變得足夠寬闊，足以容納人類。
24、康沃爾郡的洞穴
英國的康沃爾郡有一條漫長的海岸線，長度超過650公里。這條漫長的海岸線充滿了許多自然奇觀，如洞穴，這些洞穴被籠罩在神秘之中。這些洞穴可以追溯到公元前500年。
有關於這個洞穴的故事，一些人參觀了這個洞穴，聽到了一些奇怪的聲音和不尋常的聲音。有些人甚至報告說看到了一種奇怪的光線現象。科學家們還沒能弄清這些事情發生的原因。
25、巨大的蛇
如果你對蛇有一種迷戀，那麼你將會有一種享受。有史以來發現的最大的蛇就生活在巴西的一個洞穴里。這條蛇有10米長。
早些時候，有史以來最大的蛇，也是記錄保持者被稱為 "美杜莎"。那條蛇現在住在密蘇里州的堪薩斯城。在巴西洞穴中發現的這條蛇是由一些建築工人在洞穴系統中挖洞時意外發現的。
26、盤仙洞
盤仙洞是一個舊石器時代的洞穴，它位於一個海拔約1630米的小山谷中。大約30萬年前，人類以及巨大的生物和動物在這里出現。讓我們來看看這怎麼可能。
雖然這個洞穴位於海平面以上許多米，但洞穴中的證據證明了巨型生物的存在。對這里發現的史前沉積物的分析表明，存在著大象型的斯特戈頓和以及笨重的犀牛。
27、巨人的腳印
羅馬尼亞的喀爾巴阡山脈一直保存著一些令人驚訝的謎團。在一個山洞裡發現了一個3.5萬年前的巨大腳印。1965年在這里實際發現了400個腳印。這些腳印大約有1萬年的 歷史 。
這些腳印位於羅馬尼亞特蘭西瓦尼亞西喀爾巴阡山脈的奎爾-伊茲布克洞穴中，在後來的研究中發現這些腳印有35000年的 歷史 。人們當然想知道，這些曾經生活在那裡並把洞穴當作家的人發生了什麼。
❸ 世界上最深的洞穴是在哪個國家..大概有多深.是怎麼形成的
據英國《每日快報》、《每日明星報》25日報道，為了替英國廣播公司（BBC）科學系列片《行星地球》拍攝世界各地從未有人探索過的深邃洞穴，一名勇敢的探險者只在頭上綁上一個攝像機、在背上繫上一個降落傘，就奮不顧身地縱身跳下了世界上最大的洞穴之一———深達1400英尺（約426米）的墨西哥燕子洞。
洞穴可裝下帝國大廈
據報道，墨西哥中部的燕子洞深達1400英尺（約426米），是世界上最深最大的洞穴之一。它是如此深邃，可以容納下整座美國紐約帝國大廈（381米）。燕子洞也因此得了一個「大洞」的綽號。<br/><br/>英國廣播公司為了拍攝科學系列片《行星地球》，對地球上許多著名的洞穴進行了探索，其中就包括墨西哥的燕子洞。<br/><br/>令人震驚的是，為了能夠拍攝到燕子洞內的神秘風景，一名電視台探險者竟然只在後背繫上一個降落傘，就勇敢地縱身跳下這一深達426米深的黑暗洞穴。<br/><br/>洞底「鳥糞山」高達2米<br/><br/>據悉，這名探險者的頭上綁著一個攝像機，在他縱身跳進黑暗洞穴時，攝像機將開始拍攝洞內的情景。<br/><br/>在5秒鍾的自由落體降落後，這名探險者打開背上的降落傘，安全地降落在燕子洞底部一個27米長、10米寬的平台上。<br/><br/>燕子洞內棲居著成千上萬只蝙蝠和燕子，這也正是「燕子洞」得名的原因。因此，當這名探險者落地後，不得不降落在深達2米的鳥糞山上。<br/><br/>這名勇敢跳向「地球中心」的探險者，跳到洞底的過程不足一分鍾，然而當他探索完洞穴後，卻需要花整整兩小時時間，才能沿著一根繩索艱難地爬出這個巨大的深坑。<br/><br/>據悉，美國新墨西哥州1640英尺（約500米）深的「墨西哥龍舌蘭洞」是美國最深的洞穴，它裡面有20英尺（約6米）長的水晶鍾乳石，英國廣播公司探險者們曾在洞中呆了10天。<br/><br/>《行星地球》製片人胡·科戴說：「專家建議我們不能在洞內呆上超過5天，因為在長期沒有陽光和新鮮空氣的情況下，人類很容易患上幽閉症，出現精神問題，但我們以後不可能再回到那個地方，所以我們在洞內呆了整整10天。我們先是沿著繩索爬到了150英尺（約48米）深的地方，然後花了整整9個小時，爬到了第一個洞穴營地。然後，你必須穿過肩膀寬的岩石裂縫，如果你不幸被卡在洞中，他們只能砸碎你的肩膀鎖骨將你解救出來，因為一旦你被卡住，這將是惟一能夠讓你的身體獲得自由的方法。然而，能夠拍攝到這顆行星上最美麗和最原始的環境之一，足以讓你用生命去進行冒險。」
探險者縱身跳向「燕子洞」只是英國廣播公司拍攝的驚人探險系列片之一，電視製作小組還花大量時間，探索了從美洲到紐西蘭的多個著名洞穴和地下隧道。
有時，為了拍攝洞穴內的神秘風景，攝像師不得不像登山運動員一樣沿繩滑下黑暗的洞穴。《行星地球》製片人胡·科戴說：「我們看到的場景彷彿絕不屬於這個世界，我們感到自己彷彿進入了一個巨大的電冰箱一樣。」
在這些神秘洞穴中，攝像師們拍下了許多人類幾乎從未見過的罕見生物，譬如粉紅色的洞穴天使魚———以前世界上僅有100人見過這種生物。
在一個洞穴中，探險者還發現了奇怪的得克薩斯洞穴火蜥蜴，一種尖腮無眼的白化症生物﹔在另一個洞穴中，探險者還發現蝙蝠糞吸引了無數只螳螂，組成了330英尺（約100米）長的「螳螂山」。婆羅洲的「鹿洞」則是世界上最大的地下水道，大得足夠讓一架大型噴氣式客機從洞穴中穿過，該洞穴內棲居著超過500萬只蝙蝠。
❹ 紐西蘭最美螢火蟲洞，為啥會聚集那麼多螢火蟲
紐西蘭有一個螢火蟲洞非常熱門，去紐西蘭旅遊的基本都要去螢火蟲洞看一看，之所以這個螢火蟲洞會有這么多的螢火蟲，是因為這個洞的結構，有兩個離地面很近的洞口，所以就吸引了很多的昆蟲進來捕食。螢火蟲洞看起來真的是非常美輪美奐，就像自己處於星空之中一樣，讓人覺得很夢幻，因此每年前來的遊客絡繹不絕。
如果有機會的話，還是很推薦大家去紐西蘭螢火蟲洞旅行的，拋開發光的肉蟲不說，裡面夢幻的景色絕對是一絕，能讓人流連忘返。有機會有條件的小夥伴，一定要去紐西蘭螢火蟲洞觀光哦，體會紐西蘭的壯麗美景，和螢火蟲洞夢幻星空般的美麗景色。
❺ 黑洞是什麼
唉，這么幼稚~~~~~
黑洞是理論中的一個物體，首先，它的引力大的連光都無法逃脫，我們肉眼根本看不見。
黑洞
黑洞這一術語是不久以前才出現的。它是1969年美國科學家約翰·惠勒為形象描述
至少可回溯到200年前的這個思想時所杜撰的名字。那時候，共有兩種光理論：一種是牛
頓贊成的光的微粒說；另一種是光的波動說。我們現在知道，實際上這兩者都是正確的。
由於量子力學的波粒二象性，光既可認為是波，也可認為是粒子。在光的波動說中，不
清楚光對引力如何響應。但是如果光是由粒子組成的，人們可以預料，它們正如同炮彈、
火箭和行星那樣受引力的影響。起先人們以為，光粒子無限快地運動，所以引力不可能
使之慢下來，但是羅麥關於光速度有限的發現表明引力對之可有重要效應。
1783年，劍橋的學監約翰·米歇爾在這個假定的基礎上，在《倫敦皇家學會哲學學
報》上發表了一篇文章。他指出，一個質量足夠大並足夠緊致的恆星會有如此強大的引
力場，以致於連光線都不能逃逸——任何從恆星表面發出的光，還沒到達遠處即會被恆
星的引力吸引回來。米歇爾暗示，可能存在大量這樣的恆星，雖然會由於從它們那裡發
出的光不會到達我們這兒而使我們不能看到它們，但我們仍然可以感到它們的引力的吸
引作用。這正是我們現在稱為黑洞的物體。它是名符其實的——在空間中的黑的空洞。
幾年之後，法國科學家拉普拉斯侯爵顯然獨自提出和米歇爾類似的觀念。非常有趣的是，
拉普拉斯只將此觀點納入他的《世界系統》一書的第一版和第二版中，而在以後的版本
中將其刪去，可能他認為這是一個愚蠢的觀念。（此外，光的微粒說在19世紀變得不時
髦了；似乎一切都可以以波動理論來解釋，而按照波動理論，不清楚光究竟是否受到引
力的影響。）
事實上，因為光速是固定的，所以，在牛頓引力論中將光類似炮彈那樣處理實在很
不協調。（從地面發射上天的炮彈由於引力而減速，最後停止上升並折回地面；然而，
一個光子必須以不變的速度繼續向上，那麼牛頓引力對於光如何發生影響呢？）直到19
15年愛因斯坦提出廣義相對論之前，一直沒有關於引力如何影響光的協調的理論。甚至
又過了很長時間，這個理論對大質量恆星的含意才被理解。
為了理解黑洞是如何形成的，我們首先需要理解一個恆星的生命周期。起初，大量
的氣體（大部分為氫）受自身的引力吸引，而開始向自身坍縮而形成恆星。當它收縮時，
氣體原子相互越來越頻繁地以越來越大的速度碰撞——氣體的溫度上升。最後，氣體變
得如此之熱，以至於當氫原子碰撞時，它們不再彈開而是聚合形成氦。如同一個受控氫
彈爆炸，反應中釋放出來的熱使得恆星發光。這增添的熱又使氣體的壓力升高，直到它
足以平衡引力的吸引，這時氣體停止收縮。這有一點像氣球——內部氣壓試圖使氣球膨
脹，橡皮的張力試圖使氣球縮小，它們之間存在一個平衡。從核反應發出的熱和引力吸
引的平衡，使恆星在很長時間內維持這種平衡。然而，最終恆星會耗盡了它的氫和其他
核燃料。貌似大謬，其實不然的是，恆星初始的燃料越多，它則燃盡得越快。這是因為
恆星的質量越大，它就必須越熱才足以抵抗引力。而它越熱，它的燃料就被用得越快。
我們的太陽大概足夠再燃燒50多億年，但是質量更大的恆星可以在1億年這么短的時間內
用盡其燃料，這個時間尺度比宇宙的年齡短得多了。當恆星耗盡了燃料，它開始變冷並
開始收縮。隨後發生的情況只有等到本世紀20年代末才初次被人們理解。
1928年，一位印度研究生——薩拉瑪尼安·強德拉塞卡——乘船來英國劍橋跟英國
天文學家阿瑟·愛丁頓爵士（一位廣義相對論家）學習。（據記載，在本世紀20年代初
有一位記者告訴愛丁頓，說他聽說世界上只有三個人能理解廣義相對論，愛丁頓停了一
下，然後回答：「我正在想這第三個人是誰」。）在他從印度來英的旅途中，強德拉塞
卡算出在耗盡所有燃料之後，多大的恆星可以繼續對抗自己的引力而維持自己。這個思
想是說：當恆星變小時，物質粒子靠得非常近，而按照泡利不相容原理，它們必須有非
常不同的速度。這使得它們互相散開並企圖使恆星膨脹。一顆恆星可因引力作用和不相
容原理引起的排斥力達到平衡而保持其半徑不變，正如在它的生命的早期引力被熱所平
衡一樣。
然而，強德拉塞卡意識到，不相容原理所能提供的排斥力有一個極限。恆星中的粒
子的最大速度差被相對論限制為光速。這意味著，恆星變得足夠緊致之時，由不相容原
理引起的排斥力就會比引力的作用小。強德拉塞卡計算出；一個大約為太陽質量一倍半
的冷的恆星不能支持自身以抵抗自己的引力。（這質量現在稱為強德拉塞卡極限。）蘇
聯科學家列夫·達維多維奇·蘭道幾乎在同時也得到了類似的發現。
這對大質量恆星的最終歸宿具有重大的意義。如果一顆恆星的質量比強德拉塞卡極
限小，它最後會停止收縮並終於變成一顆半徑為幾千英哩和密度為每立方英寸幾百噸的
「白矮星」。白矮星是它物質中電子之間的不相容原理排斥力所支持的。我們觀察到大
量這樣的白矮星。第一顆被觀察到的是繞著夜空中最亮的恆星——天狼星轉動的那一顆。
蘭道指出，對於恆星還存在另一可能的終態。其極限質量大約也為太陽質量的一倍
或二倍，但是其體積甚至比白矮星還小得多。這些恆星是由中子和質子之間，而不是電
子之間的不相容原理排斥力所支持。所以它們被叫做中子星。它們的半徑只有10英哩左
右，密度為每立方英寸幾億噸。在中子星被第一次預言時，並沒有任何方法去觀察它。
實際上，很久以後它們才被觀察到。
另一方面，質量比強德拉塞卡極限還大的恆星在耗盡其燃料時，會出現一個很大的
問題：在某種情形下，它們會爆炸或拋出足夠的物質，使自己的質量減少到極限之下，
以避免災難性的引力坍縮。但是很難令人相信，不管恆星有多大，這總會發生。怎麼知
道它必須損失重量呢？即使每個恆星都設法失去足夠多的重量以避免坍縮，如果你把更
多的質量加在白矮星或中子星上，使之超過極限將會發生什麼？它會坍縮到無限密度嗎？
愛丁頓為此感到震驚，他拒絕相信強德拉塞卡的結果。愛丁頓認為，一顆恆星不可能坍
縮成一點。這是大多數科學家的觀點：愛因斯坦自己寫了一篇論文，宣布恆星的體積不
會收縮為零。其他科學家，尤其是他以前的老師、恆星結構的主要權威——愛丁頓的敵
意使強德拉塞卡拋棄了這方面的工作，轉去研究諸如恆星團運動等其他天文學問題。然
而，他獲得1983年諾貝爾獎，至少部分原因在於他早年所做的關於冷恆星的質量極限的
工作。
強德拉塞卡指出，不相容原理不能夠阻止質量大於強德拉塞卡極限的恆星發生坍縮。
但是，根據廣義相對論，這樣的恆星會發生什麼情況呢？這個問題被一位年輕的美國人
羅伯特·奧本海默於1939年首次解決。然而，他所獲得的結果表明，用當時的望遠鏡去
觀察不會再有任何結果。以後，因第二次世界大戰的干擾，奧本海默本人非常密切地卷
入到原子彈計劃中去。戰後，由於大部分科學家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，
因而引力坍縮的問題被大部分人忘記了。但在本世紀60年代，現代技術的應
圖6.1用使得天文觀測范圍和數量大大增加，重新激起人們對天文學和宇
宙學的大尺度問題的興趣。奧本海默的工作被重新發現，並被一些人推廣。
現在，我們從奧本海默的工作中得到一幅這樣的圖象：恆星的引力場改變了光線的
路徑，使之和原先沒有恆星情況下的路徑不一樣。光錐是表示光線從其頂端發出後在空
間——時間里傳播的軌道。光錐在恆星表面附近稍微向內偏折，在日食時觀察遠處恆星
發出的光線，可以看到這種偏折現象。當該恆星收縮時，其表面的引力場變得很強，光
線向內偏折得更多，從而使得光線從恆星逃逸變得更為困難。對於在遠處的觀察者而言，
光線變得更黯淡更紅。最後，當這恆星收縮到某一臨界半徑時，表面的引力場變得如此
之強，使得光錐向內偏折得這么多，以至於光線再也逃逸不出去（圖6.1）。根據相對論，
沒有東西會走得比光還快。這樣，如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會
被引力拉回去。也就是說，存在一個事件的集合或空間——時間區域，光或任何東西都
不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者。現在我們將這區域稱作黑洞，將其邊界稱作
事件視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。
當你觀察一個恆星坍縮並形成黑洞時，為了理解你所看到的情況，切記在相對論中
沒有絕對時間。每個觀測者都有自己的時間測量。由於恆星的引力場，在恆星上某人的
時間將和在遠處某人的時間不同。假定在坍縮星表面有一無畏的航天員和恆星一起向內
坍縮，按照他的表，每一秒鍾發一信號到一個繞著該恆星轉動的空間飛船上去。在他的
表的某一時刻，譬如11點鍾，恆星剛好收縮到它的臨界半徑，此時引力場強到沒有任何
東西可以逃逸出去，他的信號再也不能傳到空間飛船了。當11點到達時，他在空間飛船
中的夥伴發現，航天員發來的一串信號的時間間隔越變越長。但是這個效應在10點59分
59秒之前是非常微小的。在收到10點59分58秒和10點59分59秒發出的兩個信號之間，他
們只需等待比一秒鍾稍長一點的時間，然而他們必須為11點發出的信號等待無限長的時
間。按照航天員的手錶，光波是在10點59分59秒和11點之間由恆星表面發出；從空間飛
船上看，那光波被散開到無限長的時間間隔里。在空間飛船上收到這一串光波的時間間
隔變得越來越長，所以恆星來的光顯得越來越紅、越來越淡，最後，該恆星變得如此之
朦朧，以至於從空間飛船上再也看不見它，所餘下的只是空間中的一個黑洞。然而，此
恆星繼續以同樣的引力作用到空間飛船上，使飛船繼續繞著所形成的黑洞旋轉。
但是由於以下的問題，使得上述情景不是完全現實的。你離開恆星越遠則引力越弱，
所以作用在這位無畏的航天員腳上的引力總比作用到他頭上的大。在恆星還未收縮到臨
界半徑而形成事件視界之前，這力的差就已經將我們的航天員拉成義大利面條那樣，甚
至將他撕裂！然而，我們相信，在宇宙中存在質量大得多的天體，譬如星系的中心區域，
它們遭受到引力坍縮而產生黑洞；一位在這樣的物體上面的航天員在黑洞形成之前不會
被撕開。事實上，當他到達臨界半徑時，不會有任何異樣的感覺，甚至在通過永不回返
的那一點時，都沒注意到。但是，隨著這區域繼續坍縮，只要在幾個鍾頭之內，作用到
他頭上和腳上的引力之差會變得如此之大，以至於再將其撕裂。
羅傑·彭羅斯和我在1965年和1970年之間的研究指出，根據廣義相對論，在黑洞中
必然存在無限大密度和空間——時間曲率的奇點。這和時間開端時的大爆炸相當類似，
只不過它是一個坍縮物體和航天員的時間終點而已。在此奇點，科學定律和我們預言將
來的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的觀察者，將不會受到可預見性失效的影
響，因為從奇點出發的不管是光還是任何其他信號都不能到達他那兒。這令人驚奇的事
實導致羅傑·彭羅斯提出了宇宙監督猜測，它可以被意譯為：「上帝憎惡裸奇點。」換
言之，由引力坍縮所產生的奇點只能發生在像黑洞這樣的地方，在那兒它被事件視界體
面地遮住而不被外界看見。嚴格地講，這是所謂弱的宇宙監督猜測：它使留在黑洞外面
的觀察者不致受到發生在奇點處的可預見性失效的影響，但它對那位不幸落到黑洞里的
可憐的航天員卻是愛莫能助。
廣義相對論方程存在一些解，這些解使得我們的航天員可能看到裸奇點。他也許能
避免撞到奇點上去，而穿過一個「蟲洞」來到宇宙的另一區域。看來這給空間——時間
內的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有這些解似乎都是非常不穩定的；最
小的干擾，譬如一個航天員的存在就會使之改變，以至於他還沒能看到此奇點，就撞上
去而結束了他的時間。換言之，奇點總是發生在他的將來，而從不會在過去。強的宇宙
監督猜測是說，在一個現實的解里，奇點總是或者整個存在於將來（如引力坍縮的奇點），
或者整個存在於過去（如大爆炸）。因為在接近裸奇點處可能旅行到過去，所以宇宙監
督猜測的某種形式的成立是大有希望的。這對科學幻想作家而言是不錯的，它表明沒有
任何一個人的生命曾經平安無事：有人可以回到過去，在你投胎之前殺死你的父親或母
親！
事件視界，也就是空間——時間中不可逃逸區域的邊界，正如同圍繞著黑洞的單向
膜：物體，譬如不謹慎的航天員，能通過事件視界落到黑洞里去，但是沒有任何東西可
以通過事件視界而逃離黑洞。（記住事件視界是企圖逃離黑洞的光的空間——時問軌道，
沒有任何東西可以比光運動得更快。）人們可以將詩人但丁針對地獄入口所說的話恰到
好處地用於事件視界：「從這兒進去的人必須拋棄一切希望。」任何東西或任何人一旦
進入事件視界，就會很快地到達無限緻密的區域和時間的終點。
廣義相對論預言，運動的重物會導致引力波的輻射，那是以光的速度傳播的空間—
—時間曲率的漣漪。引力波和電磁場的漣漪光波相類似，但是要探測到它則困難得多。
就像光一樣，它帶走了發射它們的物體的能量。因為任何運動中的能量都會被引力波的
輻射所帶走，所以可以預料，一個大質量物體的系統最終會趨向於一種不變的狀態。
（這和扔一塊軟木到水中的情況相當類似，起先翻上翻下折騰了好一陣，但是當漣漪將
其能量帶走，就使它最終平靜下來。）例如，繞著太陽公轉的地球即產生引力波。其能
量損失的效應將改變地球的軌道，使之逐漸越來越接近太陽，最後撞到太陽上，以這種
方式歸於最終不變的狀態。在地球和太陽的情形下能量損失率非常小——大約只能點燃
一個小電熱器，這意味著要用大約1干億億億年地球才會和太陽相撞，沒有必要立即去為
之擔憂！地球軌道改變的過程極其緩慢，以至於根本觀測不到。但幾年以前，在稱為PS
R1913＋16（PSR表示「脈沖星」，一種特別的發射出無線電波規則脈沖的中子星）的系
統中觀測到這一效應。此系統包含兩個互相圍繞著運動的中子星，由於引力波輻射，它
們的能量損失，使之相互以螺旋線軌道靠近。
在恆星引力坍縮形成黑洞時，運動會更快得多，這樣能量被帶走的速率就高得多。
所以不用太長的時間就會達到不變的狀態。這最終的狀態將會是怎樣的呢？人們會以為
它將依賴於形成黑洞的恆星的所有的復雜特徵——不僅僅它的質量和轉動速度，而且恆
星不同部分的不同密度以及恆星內氣體的復雜運動。如果黑洞就像坍縮形成它們的原先
物體那樣變化多端，一般來講，對之作任何預言都將是非常困難的。
然而，加拿大科學家外奈·伊斯雷爾（他生於柏林，在南非長大，在愛爾蘭得到博
士）在1967年使黑洞研究發生了徹底的改變。他指出，根據廣義相對論，非旋轉的黑洞
必須是非常簡單、完美的球形；其大小隻依賴於它們的質量，並且任何兩個這樣的同質
量的黑洞必須是等同的。事實上，它們可以用愛因斯坦的特解來描述，這個解是在廣義
相對論發現後不久的1917年卡爾·施瓦茲席爾德找到的。一開始，許多人（其中包括伊
斯雷爾自己）認為，既然黑洞必須是完美的球形，一個黑洞只能由一個完美球形物體坍
縮而形成。所以，任何實際的恆星——從來都不是完美的球形——只會坍縮形成一個裸
奇點。
然而，對於伊斯雷爾的結果，一些人，特別是羅傑·彭羅斯和約翰·惠勒提倡一種
不同的解釋。他們論證道，牽涉恆星坍縮的快速運動表明，其釋放出來的引力波使之越
來越近於球形，到它終於靜態時，就變成准確的球形。按照這種觀點，任何非旋轉恆星，
不管其形狀和內部結構如何復雜，在引力坍縮之後都將終結於一個完美的球形黑洞，其
大小隻依賴於它的質量。這種觀點得到進一步的計算支持，並且很快就為大家所接受。
伊斯雷爾的結果只處理了由非旋轉物體形成的黑洞。1963年，紐西蘭人羅伊·克爾
找到了廣義相對論方程的描述旋轉黑洞的一族解。這些「克爾」黑洞以恆常速度旋轉，
其大小與形狀只依賴於它們的質量和旋轉的速度。如果旋轉為零，黑洞就是完美的球形，
這解就和施瓦茲席爾德解一樣。如果有旋轉，黑洞的赤道附近就鼓出去（正如地球或太
陽由於旋轉而鼓出去一樣），而旋轉得越快則鼓得越多。由此人們猜測，如將伊斯雷爾
的結果推廣到包括旋轉體的情形，則任何旋轉物體坍縮形成黑洞後，將最後終結於由克
爾解描述的一個靜態。
1970年，我在劍橋的一位同事和研究生同學布蘭登·卡特為證明此猜測跨出了第一
步。他指出，假定一個穩態的旋轉黑洞，正如一個自旋的陀螺那樣，有一個對稱軸，則
它的大小和形狀，只由它的質量和旋轉速度所決定。然後我在1971年證明了，任何穩態
旋轉黑洞確實有這樣的一個對稱軸。，最後，在國王學院任教的大衛·羅賓遜利用卡特
和我的結果證明了這猜測是對的：這樣的黑洞確實必須是克爾解。所以在引力坍縮之後，
一個黑洞必須最終演變成一種能夠旋轉、但是不能搏動的態。並且它的大小和形狀，只
決定於它的質量和旋轉速度，而與坍縮成為黑洞的原先物體的性質無關。此結果以這樣
的一句諺語表達而成為眾所周知：「黑洞沒有毛。」「無毛」定理具有巨大的實際重要
性，因為它極大地限制了黑洞的可能類型。所以，人們可以製造可能包含黑洞的物體的
具體模型，再將此模型的預言和觀測相比較。因為在黑洞形成之後，我們所能測量的只
是有關坍縮物體的質量和旋轉速度，所以「無毛」定理還意味著，有關這物體的非常大
量的信息，在黑洞形成時損失了。下一章 我們將會看到它的意義。
黑洞是科學史上極為罕見的情形之一，在沒有任何觀測到的證據證明其理論是正確
的情形下，作為數學的模型被發展到非常詳盡的地步。的確，這經常是反對黑洞的主要
論據：你怎麼能相信一個其依據只是基於令人懷疑的廣義相對論的計算的對象呢？然而，
1963年，加利福尼亞的帕羅瑪天文台的天文學家馬丁·施密特測量了在稱為3C273（即是
劍橋射電源編目第三類的273號）射電源方向的一個黯淡的類星體的紅移。他發現引力場
不可能引起這么大的紅移——如果它是引力紅移，這類星體必須具有如此大的質量，並
離我們如此之近，以至於會干擾太陽系中的行星軌道。這暗示此紅移是由宇宙的膨脹引
起的，進而表明此物體離我們非常遠。由於在這么遠的距離還能被觀察到，它必須非常
亮，也就是必須輻射出大量的能量。人們會想到，產生這么大量能量的唯一機制看來不
僅僅是一個恆星，而是一個星系的整個中心區域的引力坍縮。人們還發現了許多其他類
星體，它們都有很大的紅移。但是它們都離開我們太遠了，所以對之進行觀察太困難，
以至於不能給黑洞提供結論性的證據。
1967年，劍橋的一位研究生約瑟琳·貝爾發現了天空發射出無線電波的規則脈沖的
物體，這對黑洞的存在的預言帶來了進一步的鼓舞。起初貝爾和她的導師安東尼·赫維
許以為，他們可能和我們星系中的外星文明進行了接觸！我的確記得在宣布他們發現的
討論會上，他們將這四個最早發現的源稱為LGM1－4，LGM表示「小綠人」（「Little G
reen Man」）的意思。然而，最終他們和所有其他人都得到了不太浪漫的結論，這些被
稱為脈沖星的物體，事實上是旋轉的中子星，這些中子星由於它們的磁場和周圍物質復
雜的相互作用，而發出無線電波的脈沖。這對於寫空間探險的作者而言是個壞消息，但
對於我們這些當時相信黑洞的少數人來說，是非常大的希望——這是第一個中子星存在
的證據。中子星的半徑大約10英哩，只是恆星變成黑洞的臨界半徑的幾倍。如果一顆恆
星能坍縮到這么小的尺度，預料其他恆星會坍縮到更小的尺度而成為黑洞，就是理所當
然的了。
按照黑洞定義，它不能發出光，我們何以希望能檢測到它呢？這有點像在煤庫里找
黑貓。慶幸的是，有一種辦法。正如約翰·米歇爾在他1783年的先驅性論文中指出的，
黑洞仍然將它的引力作用到它周圍的物體上。天文學家觀測了許多系統，在這些系統中，
兩顆恆星由於相互之間的引力吸引而互相圍繞著運動。他們還看到了，其中只有一顆可
見的恆星繞著另一顆看不見的伴星運動的系統。人們當然不能立即得出結論說，這伴星
即為黑洞——它可能僅僅是一顆太暗以至於看不見的恆星而已。然而，有些這種系統，
例如叫做天鵝X－1（圖6.2）的，也剛好是一個強的X 射線源。對這現象的最好解釋是，
物質從可見星的表面被吹起來，當它落向不可見的伴星之時，發展成螺旋狀的軌道（這
和水從浴缸流出很相似），並且變得非常熱而發出X射線（圖6.3）。為了使這機制起作
用，不可見物體必須非常小，像白矮星、中子星或黑洞那樣。從觀察那顆可見星的軌道，
人們可推算出不可見物體的最小的可能質量。在天鵝X－1的情形，不可見星大約是太陽
質量的6倍。按照強德拉塞卡的結果，它的質量太大了，既不可能是白矮星，也不可能是
中子星。所以看來它只能是一個黑洞。
圖6.2在靠近照片中心的兩個恆星之中更亮的那顆是天鵝X－1，被認為是
由互相繞著旋轉的一個黑洞和一個正常恆星組成。
圖6.3
還有其他不用黑洞來解釋天鵝X－1的模型，但所有這些都相當牽強附會。黑洞看來
是對這一觀測的僅有的真正自然的解釋。盡管如此，我和加州理工學院的基帕·索恩打
賭說，天鵝X－1不包含一個黑洞！這對我而言是一個保險的形式。我對黑洞作了許多研
究，如果發現黑洞不存在，則這一切都成為徒勞。但在這種情形下，我將得到贏得打賭
的安慰，他要給我4年的雜志《私人眼睛》。如果黑洞確實存在，基帕·索思將得到1年
的《閣樓》。我們在1975年打賭時，大家80％斷定，天鵝座是一黑洞。迄今，我可以講
大約95％是肯定的，但輸贏最終尚未見分曉。
現在，在我們的星系中和鄰近兩個名叫麥哲倫星雲的星系中，還有幾個類似天鵝X－
1的黑洞的證據。然而，幾乎可以肯定，黑洞的數量比這多得太多了！在宇宙的漫長歷史
中，很多恆星應該已經燒盡了它們的核燃料並坍縮了。黑洞的數目甚至比可見恆星的數
目要大得相當多。單就我們的星系中，大約總共有1千億顆可見恆星。這樣巨大數量的黑
洞的額外引力就能解釋為何目前我們星系具有如此的轉動速率，單是可見恆星的質量是
不足夠的。我們還有某些證據說明，在我們星系的中心有大得多的黑洞，其質量大約是
太陽的10萬倍。星系中的恆星若十分靠近這個黑洞時，作用在它的近端和遠端上的引力
之差或潮汐力會將其撕開，它們的遺骸以及其他恆星所拋出的氣體將落到黑洞上去。正
如同在天鵝X－1情形那樣，氣體將以螺旋形軌道向里運動並被加熱，雖然不如天鵝X－1
那種程度會熱到發出X射線，但是它可以用來說明星系中心觀測到的非常緊致的射電和紅
外線源。
人們認為，在類星體的中心是類似的、但質量更大的黑洞，其質量大約為太陽的1億
倍。落入此超重的黑洞的物質能提供僅有的足夠強大的能源，用以解釋這些物體釋放出
的巨大能量。當物質旋入黑洞，它將使黑洞往同一方向旋轉，使黑洞產生一類似地球上
的一個磁場。落入的物質會在黑洞附近產生能量非常高的粒子。該磁場是如此之強，以
至於將這些粒子聚焦成沿著黑洞旋轉軸，也即它的北極和南極方嚮往外噴射的射流。在
許多星系和類星體中確實觀察到這類射流。
人們還可以考慮存在質量比太陽小很多的黑洞的可能性。因為它們的質量比強德拉
塞卡極限低，所以不能由引力坍縮產生：這樣小質量的恆星，甚至在耗盡了自己的核燃
料之後，還能支持自己對抗引力。只有當物質由非常巨大的壓力壓縮成極端緊密的狀態
時，這小質量的黑洞才得以形成。一個巨大的氫彈可提供這樣的條件：物理學家約翰·
惠勒曾經算過，如果將世界海洋里所有的重水製成一個氫彈，則它可以將中心的物質壓
縮到產生一個黑洞。（當然，那時沒有一個人可能留下來去對它進行觀察！）更現實的
可能性是，在極早期的宇宙的高溫和高壓條件下會產生這樣小質量的黑洞。因為一個比
平均值更緊密的小區域，才能以這樣的方式被壓縮形成一個黑洞。所以當早期宇宙不是
完全光滑的和均勻的情形，這才有可能。但是我們知道，早期宇宙必須存在一些無規性，
否則現在宇宙中的物質分布仍然會是完全均勻的，而不能結塊形成恆星和星系。
很清楚，導致形成恆星和星系的無規性是否導致形成相當數目的「太初」黑洞，這
要依賴於早期宇宙的條件的細節。所以如果我們能夠確定現在有多少太初黑洞，我們就
能對宇宙的極早期階段了解很多。質量大於10億噸（一座大山的質量）的太初黑洞，可
由它對其他可見物質或宇宙膨脹的影響被探測到。然而，正如我們需要在下一章 看到
的，黑洞根本不是真正黑的，它們像一個熱體一樣發光，它們越小則發熱發光得越厲害。
所以看起來荒謬，而事實上卻是，小的黑洞也許可以比大的黑洞更容易地被探測到。
❻ 深度長文：深層解讀黑洞，黑洞或許隱藏著宇宙終極奧秘
我們先從黑洞的形成來分析一下：
我們都知道引力，其實引力是一種很弱的力，即使地球的質量高達 6 10^24 千克，你也可以跳起來，或者乘飛機飛到天空中去。
但是你的這種自由只是暫時的，物體通常在離地之後總會再落下來，除非你的速度超過一定數值。 如果你能以每秒 11 千米的速度從地面上跳起，你就可以逃脫地球的引力。科學家至少要以這樣的逃逸速度發射火箭才能將飛行器送入太空。
一個天體體型越大，物質排列越緊密，其逃逸速度就越高。從木星、太陽到白矮星、中子星，它們的逃逸速度是依次遞增的。 然而，最大的那些恆星的核心坍縮之後會形成一個密度極高的物體，這就是「黑洞」，其逃逸速度甚至比光速還要高。 因為沒有什麼能比光傳播得更快，所以也沒有什麼東西能從這些「黑洞」中逃脫。
這就是它們名字的來歷——所有的光線都被它們吞了進去，所以它們看起來是黑色的。 如果你太靠近黑洞，就會被它的引力永久地困住，不管多大的推動力都不能讓你擺脫它的魔爪，而這個無法逃離的邊界被稱為「事件視界」。
當跨過這條邊界的時候，你可能都沒覺得有什麼不對勁兒的地方，但是這會改變你的命運。 假如你的腳先跨過事件邊界，那麼黑洞對你的腳的引力比對你的頭的更大，並且二者之間的差異最終會超過原子鍵的強度，這時你會被拉長，物理學家稱其為「義大利面條化」。
那麼，當你被黑洞扯成一根長長的義大利面的時候，你會落入何處呢？這是現代物理學中最棘手的問題之一。
根據愛因斯坦的廣義相對論，嚴格地說，恆星的核心最終會坍縮成一個體積無限小、密度無限大的點，我們稱之為「奇點」，空間和時間都在此處完結。
我們通常認為，落入黑洞的物體都被吸入了奇點。
質量最大的那些恆星在死亡時會形成一個將時空扭曲到極限的黑洞，任何東西都無法從中逃脫 不過，這可能還沒有揭示全部的真相，因為它忽略了量子物理中對於微觀尺度下物質規律的描述。
引力波
2015 年 9 月 14 日被載入科學史，成為具有里程碑意義的一天。在這一天，我們打開了一扇觀測宇宙的新窗戶。這件事要從非常非常遙遠的星系說起。
大約在 13 億年前，兩個黑洞——其中每一個黑洞的質量大約都是太陽的 30 倍——在相互纏繞、旋轉後相撞。這次相撞的動靜實在太大，巨大的沖擊波沖破了時空原本的結構，以光速向外傳播，這些引力波最終於 2015 年 9 月到達地球。
正巧，我們在那時剛剛啟動了一台能夠捕獲引力波信號的探測器。隨後在 2015 年 12 月、2017 年 1 月以及 2017 年 8 月，我們又檢測到了別的黑洞合並過程中的引力波。 另外，科學家們還在 2017 年 8 月捕獲到了兩顆中子星合並所產生的引力波信號。未來，我們一定還會捕獲越來越多的引力波。
引力波這一概念早在一個世紀前便已被提出。愛因斯坦早在 1915 年提出廣義相對論時就預言了引力波的存在，但是我們卻用了整整 100 年才第一次探測到它的信號。 這是因為引力波就像池塘中的漣漪，會在向外傳播的過程中逐漸消失，引力波在抵達地球時已經變得很微弱了，因此很難被探測到。
13 億光年，這是一段相當長的路程。
用於探測引力波信號的是激光干涉引力波天文台（LIGO），它是由兩台分別位於美國華盛頓州和路易斯安那州的探測器組成，這兩台探測器都是由兩根 4 千米長的真空管組成的直角。 一束激光經過一個分光器，分成兩部分射向兩條真空管的末端，然後被末端放置的鏡片反射回來。
一般情況下，兩邊的激光會在相同的時間回到出發點。 但是，如果引力波在激光傳播的過程中到來，那麼其中一根管道中的空間就會被輕微地拉伸和收縮（因為引力波實質上是時空結構的擾動），這就意味著一束激光回來的落點也會發生改變。 LIGO 的靈敏度相當高，可以探測相當於質子（原子中心帶正電的粒子）直徑的 1/10000 的距離改變。
再打一個比方，它可以測量出地球到比鄰星（除太陽之外離我們最近的恆星）之間 40 萬億千米長的距離中一根頭發絲直徑的變化。
2017 年 10 月，為這一發現做出努力的三位科學家被授予諾貝爾物理學獎。這些探測意義非常重大，因為很多宇宙中的重大事件發生後只會發出引力波信號，而我們終於能夠探測到這些事件了。
時間膨脹
愛丁頓於1919 年完成的日食觀測，證實了愛因斯坦的廣義相對論中提出的一個觀點：
大質量物體會扭曲其周圍的空間結構，而引力波的發現則進一步鞏固了該觀點。 事實上被扭曲的不僅僅是空間，時間也是如此。還記得愛因斯坦把時間和空間合並為一個被稱為時空的四維結構嗎？
這告訴我們，時間流逝的速度會隨著時空扭曲程度的不同而改變，如果你靠近一個重物，你的時間就會比別人的時間流逝得更慢。 即使是在地球上，這種時間的膨脹也是非常需要注意的。對於儲存在實驗室里不同架子上的那些有著極高精準度的原子鍾而言，如果有哪一個被放在更靠近地面的位置，那麼最終它們就會無法同步。
我們還會定期修正 GPS 衛星上的時鍾，因為它們位於太空中，時空扭曲的情況更輕，時間流逝得比地面上更快。 不過在黑洞附近，這種時空扭曲的程度會非常明顯。
在風靡一時的影片《星際穿越》中，繞著黑洞飛行的宇航員所經歷的 1 個小時相當於我們在地球上經歷 7 年。
如果目送一個人逐漸接近黑洞，你會發現他們身上發生的一切都變得越來越緩慢，最後，當他們的身體即將跨越事件視界的時候，他們看起來就像被凍住了一樣。 在你看來，他們的時間已經完全停止了；但在他們看來，是你的時間停止了。
這是引力時間膨脹，但還有一種由速度引起的時間膨脹。如果我說「飛人」博爾特在 100 米短跑中能贏你，你一點兒都不會驚訝，因為他能以更快的速度來跨過空間。
如果我說博爾特能比你更快地度過時間，可能你就會覺得有些奇怪了，但事實的確是這樣，因為實際上你們是在時空中賽跑。
在這個例子中，你和博爾特的速度差異並不是很大，所以時間流逝的速度在你們兩者之間的差異也很小，而當速度差異更大就會產生更明顯的效果。 宇航員根納季·帕達爾卡（Gennady Padalka）保持著在太空中停留時間最長的世界紀錄——1998 至 2015 年，他在和平號空間站以及國際空間站中共計停留了 879 天。
在這段時間中，他以每小時 28 000 千米的速度行進。考慮到上述兩種原因引起的時間膨脹，如果他一直待在地面上的話將會比現在老 0.02 秒。 這使得帕達爾卡成了人類 歷史 上最偉大的時間旅行者，他向未來旅行了 1/50 秒。
白洞與蟲洞
如果說黑洞是一個你永遠無法從中逃離的存在，那麼白洞就是你永遠無法返回的地方。 黑洞只進不出，而白洞只出不進。不過目前，白洞還只是理論性推測，只存在於愛因斯坦廣義相對論的數學推導中。 物理學家們在考察黑洞中的物體接近奇點時會發生什麼的問題時，便會出現「白洞」。
紐西蘭物理學家羅伊·克爾（Roy Kerr）在 20 世紀 60 年代時提出，黑洞中的奇點並不是一個點，而是一個環。 通常情況下，一個撞入奇點的物體會被奇點從時空中抹去，但是如果克爾環（克爾提出的這個「環」）存在的話，它就能毫發無損地穿過去。
那麼，這個穿過克爾環的物體去哪兒了呢？
克爾根據愛因斯坦方程計算得到的結果顯示，它會進入一個被稱為「愛因斯坦–羅森橋」的隧道，然後在另一端被白洞「吐」出。
有些人認為物體從白洞出去之後到達的仍然是我們所在的宇宙內部，只是位置發生了變化，而另外一些人則認為物體此時已經處於另一個宇宙中了。
無論哪一種說法是對的，由於白洞只能出不能進，這個物體都無法再通過白洞回到原來所在的地方。 愛因斯坦–羅森橋有一個更為通俗的名字：蟲洞。這個名字來源於蟲子在蘋果中運動時做出的選擇，它既可以選擇從蘋果的表面爬到想要去的地方，也可以選擇在蘋果內部穿行一段更短的路徑。
我們常常在科幻小說中見到作為時間和空間上的捷徑的蟲洞。確實，蟲洞的物理特性表明我們也許可以藉助它回到過去。
但是，如果它們存在的話——這是一個相當大膽的假設——它們可能很不穩定，並且很快就會關閉。
時空可能會以圖中的方式彎曲，此時會出現一條捷徑，我們可以利用它來進行時間旅行 所以，就目前掌握的情況而言，白洞和蟲洞只是數學上的有趣推論，倘若有一天我們真的找到萬物理論，情況可能會發生變化。
霍金輻射
作為一名理論物理學家和宇宙學家，史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）教授終其一生都在鑽研黑洞的奇異特性。他最重要的貢獻之一，就是提出黑洞會在被稱作「霍金輻射」的效應下逐漸蒸發。
物理學家知道，看似空曠的宇宙不可能真的是空的。宇宙不斷地將能量轉化為一些成對的粒子，它們就像灰姑娘的馬車一樣，很快就會消失，否則就違背了物理定律。 而霍金天才般地將這一過程放到黑洞的事件視界上。
他想像出的場景是這對粒子中的一個落入了黑洞中，而另一個在外面，由此它們就再也無法一起成對消失了，於是一個被黑洞吸收，另一個則逃到無邊無際的宇宙中。 這個落單的粒子在向外逃逸時會吸收一部分來自黑洞的能量，而它帶著能量向外傳遞的過程就是霍金輻射。 但是帶走的這些能量對於黑洞來說只是九牛一毛，一個黑洞需要 2 000 億億億億億億億億年才會完全蒸發，這個數字是 2 後面有 67 個 0！
也就是說，黑洞並不完全是黑的，它們會以霍金輻射的形式發出極為微弱的光芒。
萬物理論
史蒂芬·霍金在黑洞通過霍金輻射逐漸蒸發的研究中結合了物理學中最重要的兩個理論：量子力學——微觀尺度下粒子運動的規律，以及愛因斯坦的廣義相對論。
對於黑洞這樣一個獨特的物體來說，這兩種理論都很重要。通常情況下，對引力以及行星的公轉軌道進行計算時不需要考慮量子力學；同樣，解釋原子的運動規律時也不需要考慮引力。
但黑洞是不一樣的，當恆星發生坍縮時，大量物質被塞進了一個很小的空間中，引力突然在原子大小的尺度上也起到了作用。 廣義相對論描述了引力是如何由彎曲的時空引起的，如果嚴格按照這種說法，是黑洞將彎曲的時空成了一個叫作奇點的東西。
但是體積無限小、密度無限大對於一個物體而言到底意味著什麼呢？量子力學的規律對於一個比原子還小的空間來說還有效嗎？
物理學家們非常重視這些問題，並且一直試圖將量子力學和廣義相對論結合成一個理論——一個可以用於解釋宇宙萬物的通用框架，從最小的亞原子粒子到最大的超星系團全都適用，這就是萬物理論。
然而，物理學家在這條 探索 之路上屢屢受挫。這兩種理論就是不太能很好地結合在一起。它們是完全不兼容的，對其中一個理論的應用會產生與另一個理論的不可調和的分歧。 而這促使物理學家們開始 探索 更加極端的可能性，其中包括 探索 更多的維度——而非我們熟悉的三維時空。
（超）弦理論與圈量子引力
近年來，由於美國哥倫比亞廣播公司（CBS）熱播劇《生活大爆炸》中那個與 社會 格格不入的天才謝爾頓·庫珀（Sheldon Cooper）高漲的人氣，弦理論已成為流行文化的一部分。
它是物理學家試圖統一量子力學和萬有引力、 探索 萬物理論的方法之一。 這一理論的基本前提是，我們周遭的一切都是由很小的弦發生振動構成的。
就像用不同的方式在樂器上撥動琴弦會產生不同的音符一樣，這些弦的振動會創造出各種亞原子粒子。而把這與超對稱性理論相結合，就有了超弦理論。 弦理論的研究者可以使用這一模式來將量子力學和廣義相對論結合在一起，但是他們的方程只有在空間有 9 個維度時才成立。
這些物理學家為了解釋為什麼我們所見到的世界是 3 維的，提出其他維度蜷縮到了微觀世界中，我們無法觀察到它們。
但是，目前仍然沒有任何證據顯示這些維度真的存在，也無法證明超弦理論不只是一個存在於數學推導中的幻想。 在《生活大爆炸》的前幾季中，謝爾頓有一個死對頭叫作萊斯莉·溫克爾（Leslie Winkle），她的研究重點是圈量子引力論，這是另一個將量子力學和廣義相對論結合在一起的理論。
愛因斯坦認為，時空是一種連續的結構，當它被大質量物體彎曲時會產生引力。但是在量子力學中，沒有任何東西是連續的。
在圈量子引力論中，時空量子也是不連續的，而是由一些閉合的環編織而成的結構，就像羽絨被一樣。 起初，它看起來像是一個整全的編織物，但是在顯微鏡下你會發現它實際上是由一個個獨立的針腳組成的。
在圈量子引力論中，時空並不是平滑的，而是呈顆粒狀，這可以通過某些方式進行驗證。 天文學家正在觀測並研究來自遙遠星系的光，驗證其是否在傳播過程中被這種時空結構所改變。
❼ 有網友去過紐西蘭星空保護區嗎麻煩介紹一下當地一些具體的東西，不要百度的。最好可以有自己拍的照片，謝
你指的是TEKAPO這個小鎮吧，那個鎮子很小很小，步行十分鍾就能穿過所有商店旅店。星空保護區是一個很大的范圍，包括TEKAPO，Mt Cook.不知道你想去哪玩。如果是TEKAPO的話（一般中國人去觀星都指的這里），旅遊項目基本就是好牧羊人教堂、約翰山觀星（步行上山1-2小時），Tekapo溫泉、還有直升機、飛機觀光（這個可以去FOX冰川、Mt Cook體驗），湖裡坐船釣魚、巡航。有家壽司店KAHN非常值得推薦。住店的話，各種檔次的都有，背包客旅店到度假村，$30-300價位的都有，基本集中在一起，度假村裡鎮中心有點距離，和約翰山近。旅遊吃住基本就這情況。
當地旅遊很規范，小鎮很小但是吃喝穿的商品很齊全。我說的那些項目都在沿公路有服務站可以接受預定，（在當地著名的旅遊服務中心I-site周圍）。旅遊項目飛機貴些$200-600,隨團觀星120刀，但是如果多雲要等待好幾天。
❽ 飢荒地下的星空怎麼找到
在洞穴里。
星空是聯機版的眼骨，會召喚哈奇。
飢荒中玩家要被流放到一個異世界上，需要自己來尋找和製作物品，寵物是玩家用來消遣和幫助玩家的。如果想要把星空帶到地面，可以通過使用技能火魔法帶到地面。