新西兰的洞穴怎么变成星空
❶ 新西兰小镇特卡波，世界第一个星空保护区，为什么星空还能成为保护区
一、首个“国际黑暗天空保护区”
也许初次听闻你会感到好奇，为什么星空都可以成为保护区呢？答案是：特卡波的星空实在是太美了，美得像是在童话中。现在世界上受污染很严重的景点越来越多，我们自然要保护这样一个仅剩不多的美丽星空。
四、驴友感受分享星空下睡觉的地方
Tekapo小镇的这个名字源自毛利语，它有“晚上的草席”的意思，也有很多人将它说成“星空下睡觉的地方”。每当仰望特卡波的天空，看银河在头顶流淌而过，看星团在夜空中明亮地闪烁的时候，相信大家一定会有不一样的感触。
❷ 探索奇怪洞穴
科学书上一直讲人类的住所经历天然的洞穴然后石头的房屋，慢慢的进化到如今的高楼大厦，在几十万年以前人类已经慢慢的开发各种洞穴，下面我们来 探索 地球上这些奇怪的洞穴，这些洞穴里面有尸体、墓地、化石等，下面我们欣赏这些洞穴，或许你会有新发现。
1、地狱之火山洞
这些洞穴位于英格兰东南部，有人说这个地方经常闹鬼。你可能会想，山洞怎么会闹鬼呢。洞穴里有一些雕刻，看起来像魔鬼。这就是为什么这些洞穴被命名为地狱之火洞穴。
无可否认这些洞穴是人工建造的! 那么！为什么有这些奇怪的、令人毛骨悚然的魔鬼雕刻？如果你迷信或胆子小，还是离这个地方远一点吧。
2、水下洞穴
马达加斯加有一些水下洞穴，一群潜水员在 探索 洞穴时发现了巨型狐猴的骨头。这一发现的怪异之处在于，发现的骨头更像是大猩猩，而不是狐猴的大小。
然而，科学家们还无法弄清这些骨头是如何进入洞穴的。科学家们认为，它们可能是被洋流拖到那里的。还有一点需要注意的是，古代世界有各种各样的巨型生物，至今仍未被发现。这些包括巨大的蜻蜓，甚至是身高超过30米的鹿。
3、没有尽头的山洞
这个山洞好像没有尽头一样。埃里森洞穴位于佐治亚州西北部，埃里森洞穴一定有一个尽头，但还没有被发现。它确实有一个迄今发现的最长的地下洞穴。
洞穴中的落差达到了惊人的200多米。这大约是帝国大厦的一半高度和该大厦的102层。为了测量这个落差，科学家们不得不穿过20公里的黑暗和危险的洞穴。
4、鼻涕洞
这不是真正的鼻涕，但它很像鼻涕。这里的山洞内充满了一种被称为鼻涕的比较恶心的粘稠物质。这种恶心、粘稠的物质实际上是用来诱捕飞过的虫子的。
这种鼻涕状物质最早是在墨西哥的托巴斯科发现的。这种细菌被认为是嗜极性的，因为它由难以茁壮成长的环境组成。鼻涕从天花板上滴下，以困住昆虫。
5、蝙蝠洞
在地球上，有许多山洞里都有蝙蝠。但没有一个是像我们即将看到的那样的。在Samal岛的Barangay Tambo，有一个山洞，整个山洞在视力所及的范围内都是蝙蝠。
洞穴本身并不很大，洞穴的深度只有80米左右。因为里面都是蝙蝠，所以相当危险。
6、绘画山洞
在阿根廷有一个山洞，洞壁上都有独特的绘画。据推算，这些绘画的 历史 可能在9500-12000年之间。如果你去参观这个洞穴，你会看到数以千计的手印布满墙壁，颜色各异。
这幅史前绘画表明，即使在几千年前，当我们没有适当的工具来表达自己时，人类也喜欢创造性的表达。这也表明，人类的思维会在任何可能的地方找到表达的领域。
7、死亡之洞
死亡之洞位于苏格兰北部，被用作放置尸体的地方，以便以后可以收集骨头。科学家们认为，那里曾经发生过某种形式的人类祭祀行为，这就是为什么它被命名为，死亡之洞。
科学家们发现了长矛上的头颅、坑中的尸体和其他灰熊的遗骸。这些洞穴相当难走，这可能是许多人的福音，他们可能更乐意不看发生在那里的所有血腥事情。
8、发现霍比特人
在印度尼西亚的一个山洞里。发现霍比特人生活轨迹! 当然，这是一个全新的人类物种，他们的体型要小得多。给这个物种起的名字是Homo Floresiensis。这些实际上是一个文明的遗迹。
这些物种只有1米高，他们的名字是在印度尼西亚弗洛里斯岛附近的一个叫Liang Bua的洞穴内发现的。当然，霍比特人已经不存在了，他们大约生活在5万年前。
9、水晶洞中的奥秘
当科学家们开始 探索 墨西哥纳伊卡的洞穴时，他们从未料到会有什么，更不用说生命的迹象了！他们在洞穴中发现了很多东西。当他们踏入洞穴时，他们发现了超过5万年的水晶！他们对自己的发现感到惊讶。他们对自己的发现感到无比惊讶。
这些晶体含有细菌，它们通过消化存在于晶体结构中的铁等矿物质而生存。这些活的微生物在晶体中的存在使科学家们怀疑细菌是否也能以同样的形式在另一个星球上生存。
10、古代珠宝
实际上没有人会相信尼安德尔人也曾经佩戴珠宝，但这确实是事实。在一个山洞里，科学家们发现了由彩绘贝壳和其他水生生物制成的古老珠宝。这个洞穴可以追溯到大约6.4万年前。
研究人员还在那个山洞里发现了尼安德特人的绘画。该洞穴被称为Cueva de Los Avinoes。这些珠宝比洞穴系统更早，大约有11.5万年 历史 。这里发现的艺术品也是迄今为止发现的最古老的艺术品。
11、食人族的洞穴
在另一个令人兴奋的发现中，有一个西班牙洞穴，那里有尼安德特人引起的食人行为的证据。虽然科学家们知道人类曾经以马和其他大型动物为食，但这是一个令人惊讶和恶心的发现。
这些骨头甚至包括儿童的小骨头，四个成年人，以及一个生活在4万年前左右的青少年。这些骨头被锯开以吃到骨髓，甚至被过度咀嚼。部落之间也许存在着暴力和竞争，这也是一种恐吓其他群体的方式。
12、星星洞
萤火虫洞或星星洞是科学家的另一个有趣的发现。这些磷光细菌被称为照亮海滩、森林和许多其他地方。这一次，科学家们发现它们在一个山洞里排成一排，这让人有一种奇妙的神奇体验。
这个洞穴位于新西兰的怀托摩，看起来几乎像一个星光灿烂的天文馆。这个洞穴形成于3000万年前，由于其超现实的美丽，吸引了许多游客。在这个奇妙的洞穴中划皮划艇是一生中唯一的体验，让人惊叹于这种自然现象。
13、骷髅骨洞
在非洲有一个洞穴，在那里发现了许多骸骨。但是，令人震惊的是，它们实际上并不是人类的骨头！它们实际上是一种未被发现的动物的骨头。它们实际上是数百万年前存在的一种未被发现的类似人类的物种的骨头。
这些被发现的骨头实际上是一种叫做Homo Naledi的物种。科学家们一直无法弄清这个物种的年龄，但它可能有300万年左右的 历史 。人类和这个物种的主要区别在于头骨的大小。
14、洞穴珍珠
就像石笋一样，洞穴珍珠是光滑的圆形岩石，几乎像珍珠一样。石笋是由洞穴中含有矿物质的水形成的。它们在洞穴中形成了一种美丽的效果，让人目不暇接。洞穴珍珠在洞穴中很常见，但洞穴珍珠的数量较少。
洞穴珍珠是在水落入洞穴，失去二氧化碳并形成方解石时形成的。这种形成的结果是一种光滑的、圆形的土质岩石，呈圆形。一段时间后，这些沉积物形成了固体岩石，上面有一层釉，看起来几乎与珍珠相似。
15、洞穴湖泊
你相信吗，有的山洞内会有一整个湖泊？这是一个真正的景象。你可以在希腊的梅利萨尼看到这样的奇迹。在那里你会发现一个同名的湖。
这些洞穴湖不仅可以拍出很好的照片，而且它也是一个可爱的、独特的地方。湖里的水是清澈的，宁静的。你可以游泳，点击照片或只是欣赏这个自然奇迹。
16、蓝洞
蓝洞是一种独特的洞穴系统，深埋在水下。大多数蓝洞都可以在巴哈马找到。这些蓝洞是由珊瑚礁的碳化基岩组成的，是一个很好的参观场所。
这些洞的名字是由于你从上面看的时候它们的样子。这些洞的蓝色色调与周围的一切不同。这些洞很深，大部分都在海平面以下。
17、钟乳石
当我们想到洞穴的形成时，我们会想到钟乳石。这些巨大的岩石，几乎是从天花板上滴下来的，形成了有趣的岩层，这是一个令人印象深刻的景观。经过很多很多个世纪，这些沉积物被收集到岩层上。
钟乳石也有几种类型，不仅仅是岩石的。有熔岩钟乳石，石灰石钟乳石，冰钟乳石，甚至还有混凝土钟乳石。要想获得真正独特的体验，参观黎巴嫩的Jeita Grotto是必须的，因为那里有世界上最长的钟乳石，大约有8米长。
18、石笋
石笋也类似于钟乳石，但它们之间唯一的区别是，它们是从地面向上形成的天花板，因为它们被矿物沉淀物浸在上面，而不是在它们身上。不过，这仍然是一种独特的现象。
石笋也有不同的类型，即。熔岩、冰、石灰石和混凝土石笋。最长的石笋可以在爱尔兰克莱尔的杜林山洞找到。其高度约为6米，这确实让人印象深刻。
19、无底洞
就像那些有着令人难以置信的深度的洞穴，它们似乎掉到了地球的底部，也有一些洞穴还没有找到底部。有些洞穴似乎没有尽头，尽管人们已经进行了长期的考察以找到底部。
世界上最深的洞穴之一是位于格鲁吉亚共和国的克鲁贝拉洞穴。任何人在这里能够到达的最远距离是2080米。有谁还在试图 探索 这个洞穴，但仍然没有找到底部。
20、死海古卷
听起来很诡异，不是吗？嗯，死海古卷确实存在于死海之滨的犹太沙漠中的库姆兰洞穴。这个洞穴是在1947年被牧羊人意外发现的，也就是在这个时候发现了第一批手稿。
此后，更多的卷轴没有被发现，但是，后来在这个山脉的一个悬崖上的山洞里发现了其他文物的埋藏。在被发现的早期手稿中，有公元前4世纪的文字。
21、盲鱼
就像在洞穴中发现的其他进化动物一样，还有一个惊人的发现，那就是盲鱼！为什么是盲鱼？有人可能会问，为什么是瞎子？洞穴是如此黑暗，以至于进化可能使它们没有眼睛，就像蝙蝠是盲人但有回声定位系统。
像蝙蝠一样，这些鱼可以感知水中的压力变化，并使用侧线来实现。这条线实际上是从一条鱼到另一条鱼，如果有的话，它可以探测到环境的变化。这种全新的感觉弥补了视觉上的不足。
22、沃格尔沙赫特和兰普雷希索芬
现在我们知道了存在的不同类型的洞穴，让我们谈谈世界上最深的洞穴。也就是位于奥地利萨尔茨堡的沃格尔沙赫特和兰普雷希索芬。这些洞穴确实非常巨大，探险家们还在继续深入挖掘。
截至目前，已知这些洞穴至少有1600多米深，但可能比这更深，因为这是探险者能够 探索 的最远距离。有可能，这些是世界上最深的洞穴。
23、 探索 洞穴的形成
洞穴一直吸引着人类的兴趣。黑暗的面纱实际上蕴含着许多潜在的美。有些洞穴在悬崖边上，有些则在熔岩的管道上。有些洞穴甚至是从冰川中形成的。
世界各地存在着如此多的洞穴，其中有一些未解之谜，我们仍在继续发现。在未来的许多个世纪里，揭开这些谜团的旅程将是令人震惊和迷人的。这些洞穴中的许多都会经历磨损，只有在10万年后，它们才会变得足够宽阔，足以容纳人类。
24、康沃尔郡的洞穴
英国的康沃尔郡有一条漫长的海岸线，长度超过650公里。这条漫长的海岸线充满了许多自然奇观，如洞穴，这些洞穴被笼罩在神秘之中。这些洞穴可以追溯到公元前500年。
有关于这个洞穴的故事，一些人参观了这个洞穴，听到了一些奇怪的声音和不寻常的声音。有些人甚至报告说看到了一种奇怪的光线现象。科学家们还没能弄清这些事情发生的原因。
25、巨大的蛇
如果你对蛇有一种迷恋，那么你将会有一种享受。有史以来发现的最大的蛇就生活在巴西的一个洞穴里。这条蛇有10米长。
早些时候，有史以来最大的蛇，也是记录保持者被称为 "美杜莎"。那条蛇现在住在密苏里州的堪萨斯城。在巴西洞穴中发现的这条蛇是由一些建筑工人在洞穴系统中挖洞时意外发现的。
26、盘仙洞
盘仙洞是一个旧石器时代的洞穴，它位于一个海拔约1630米的小山谷中。大约30万年前，人类以及巨大的生物和动物在这里出现。让我们来看看这怎么可能。
虽然这个洞穴位于海平面以上许多米，但洞穴中的证据证明了巨型生物的存在。对这里发现的史前沉积物的分析表明，存在着大象型的斯特戈顿和以及笨重的犀牛。
27、巨人的脚印
罗马尼亚的喀尔巴阡山脉一直保存着一些令人惊讶的谜团。在一个山洞里发现了一个3.5万年前的巨大脚印。1965年在这里实际发现了400个脚印。这些脚印大约有1万年的 历史 。
这些脚印位于罗马尼亚特兰西瓦尼亚西喀尔巴阡山脉的奎尔-伊兹布克洞穴中，在后来的研究中发现这些脚印有35000年的 历史 。人们当然想知道，这些曾经生活在那里并把洞穴当作家的人发生了什么。
❸ 世界上最深的洞穴是在哪个国家..大概有多深.是怎么形成的
据英国《每日快报》、《每日明星报》25日报道，为了替英国广播公司（BBC）科学系列片《行星地球》拍摄世界各地从未有人探索过的深邃洞穴，一名勇敢的探险者只在头上绑上一个摄像机、在背上系上一个降落伞，就奋不顾身地纵身跳下了世界上最大的洞穴之一———深达1400英尺（约426米）的墨西哥燕子洞。
洞穴可装下帝国大厦
据报道，墨西哥中部的燕子洞深达1400英尺（约426米），是世界上最深最大的洞穴之一。它是如此深邃，可以容纳下整座美国纽约帝国大厦（381米）。燕子洞也因此得了一个“大洞”的绰号。<br/><br/>英国广播公司为了拍摄科学系列片《行星地球》，对地球上许多着名的洞穴进行了探索，其中就包括墨西哥的燕子洞。<br/><br/>令人震惊的是，为了能够拍摄到燕子洞内的神秘风景，一名电视台探险者竟然只在后背系上一个降落伞，就勇敢地纵身跳下这一深达426米深的黑暗洞穴。<br/><br/>洞底“鸟粪山”高达2米<br/><br/>据悉，这名探险者的头上绑着一个摄像机，在他纵身跳进黑暗洞穴时，摄像机将开始拍摄洞内的情景。<br/><br/>在5秒钟的自由落体降落后，这名探险者打开背上的降落伞，安全地降落在燕子洞底部一个27米长、10米宽的平台上。<br/><br/>燕子洞内栖居着成千上万只蝙蝠和燕子，这也正是“燕子洞”得名的原因。因此，当这名探险者落地后，不得不降落在深达2米的鸟粪山上。<br/><br/>这名勇敢跳向“地球中心”的探险者，跳到洞底的过程不足一分钟，然而当他探索完洞穴后，却需要花整整两小时时间，才能沿着一根绳索艰难地爬出这个巨大的深坑。<br/><br/>据悉，美国新墨西哥州1640英尺（约500米）深的“墨西哥龙舌兰洞”是美国最深的洞穴，它里面有20英尺（约6米）长的水晶钟乳石，英国广播公司探险者们曾在洞中呆了10天。<br/><br/>《行星地球》制片人胡·科戴说：“专家建议我们不能在洞内呆上超过5天，因为在长期没有阳光和新鲜空气的情况下，人类很容易患上幽闭症，出现精神问题，但我们以后不可能再回到那个地方，所以我们在洞内呆了整整10天。我们先是沿着绳索爬到了150英尺（约48米）深的地方，然后花了整整9个小时，爬到了第一个洞穴营地。然后，你必须穿过肩膀宽的岩石裂缝，如果你不幸被卡在洞中，他们只能砸碎你的肩膀锁骨将你解救出来，因为一旦你被卡住，这将是惟一能够让你的身体获得自由的方法。然而，能够拍摄到这颗行星上最美丽和最原始的环境之一，足以让你用生命去进行冒险。”
探险者纵身跳向“燕子洞”只是英国广播公司拍摄的惊人探险系列片之一，电视制作小组还花大量时间，探索了从美洲到新西兰的多个着名洞穴和地下隧道。
有时，为了拍摄洞穴内的神秘风景，摄像师不得不像登山运动员一样沿绳滑下黑暗的洞穴。《行星地球》制片人胡·科戴说：“我们看到的场景仿佛绝不属于这个世界，我们感到自己仿佛进入了一个巨大的电冰箱一样。”
在这些神秘洞穴中，摄像师们拍下了许多人类几乎从未见过的罕见生物，譬如粉红色的洞穴天使鱼———以前世界上仅有100人见过这种生物。
在一个洞穴中，探险者还发现了奇怪的得克萨斯洞穴火蜥蜴，一种尖腮无眼的白化症生物﹔在另一个洞穴中，探险者还发现蝙蝠粪吸引了无数只螳螂，组成了330英尺（约100米）长的“螳螂山”。婆罗洲的“鹿洞”则是世界上最大的地下水道，大得足够让一架大型喷气式客机从洞穴中穿过，该洞穴内栖居着超过500万只蝙蝠。
❹ 新西兰最美萤火虫洞，为啥会聚集那么多萤火虫
新西兰有一个萤火虫洞非常热门，去新西兰旅游的基本都要去萤火虫洞看一看，之所以这个萤火虫洞会有这么多的萤火虫，是因为这个洞的结构，有两个离地面很近的洞口，所以就吸引了很多的昆虫进来捕食。萤火虫洞看起来真的是非常美轮美奂，就像自己处于星空之中一样，让人觉得很梦幻，因此每年前来的游客络绎不绝。
如果有机会的话，还是很推荐大家去新西兰萤火虫洞旅行的，抛开发光的肉虫不说，里面梦幻的景色绝对是一绝，能让人流连忘返。有机会有条件的小伙伴，一定要去新西兰萤火虫洞观光哦，体会新西兰的壮丽美景，和萤火虫洞梦幻星空般的美丽景色。
❺ 黑洞是什么
唉，这么幼稚~~~~~
黑洞是理论中的一个物体，首先，它的引力大的连光都无法逃脱，我们肉眼根本看不见。
黑洞
黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为形象描述
至少可回溯到200年前的这个思想时所杜撰的名字。那时候，共有两种光理论：一种是牛
顿赞成的光的微粒说；另一种是光的波动说。我们现在知道，实际上这两者都是正确的。
由于量子力学的波粒二象性，光既可认为是波，也可认为是粒子。在光的波动说中，不
清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的，人们可以预料，它们正如同炮弹、
火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为，光粒子无限快地运动，所以引力不可能
使之慢下来，但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。
1783年，剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上，在《伦敦皇家学会哲学学
报》上发表了一篇文章。他指出，一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引
力场，以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光，还没到达远处即会被恒
星的引力吸引回来。米歇尔暗示，可能存在大量这样的恒星，虽然会由于从它们那里发
出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们，但我们仍然可以感到它们的引力的吸
引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。它是名符其实的——在空间中的黑的空洞。
几年之后，法国科学家拉普拉斯侯爵显然独自提出和米歇尔类似的观念。非常有趣的是，
拉普拉斯只将此观点纳入他的《世界系统》一书的第一版和第二版中，而在以后的版本
中将其删去，可能他认为这是一个愚蠢的观念。（此外，光的微粒说在19世纪变得不时
髦了；似乎一切都可以以波动理论来解释，而按照波动理论，不清楚光究竟是否受到引
力的影响。）
事实上，因为光速是固定的，所以，在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很
不协调。（从地面发射上天的炮弹由于引力而减速，最后停止上升并折回地面；然而，
一个光子必须以不变的速度继续向上，那么牛顿引力对于光如何发生影响呢？）直到19
15年爱因斯坦提出广义相对论之前，一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至
又过了很长时间，这个理论对大质量恒星的含意才被理解。
为了理解黑洞是如何形成的，我们首先需要理解一个恒星的生命周期。起初，大量
的气体（大部分为氢）受自身的引力吸引，而开始向自身坍缩而形成恒星。当它收缩时，
气体原子相互越来越频繁地以越来越大的速度碰撞——气体的温度上升。最后，气体变
得如此之热，以至于当氢原子碰撞时，它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢
弹爆炸，反应中释放出来的热使得恒星发光。这增添的热又使气体的压力升高，直到它
足以平衡引力的吸引，这时气体停止收缩。这有一点像气球——内部气压试图使气球膨
胀，橡皮的张力试图使气球缩小，它们之间存在一个平衡。从核反应发出的热和引力吸
引的平衡，使恒星在很长时间内维持这种平衡。然而，最终恒星会耗尽了它的氢和其他
核燃料。貌似大谬，其实不然的是，恒星初始的燃料越多，它则燃尽得越快。这是因为
恒星的质量越大，它就必须越热才足以抵抗引力。而它越热，它的燃料就被用得越快。
我们的太阳大概足够再燃烧50多亿年，但是质量更大的恒星可以在1亿年这么短的时间内
用尽其燃料，这个时间尺度比宇宙的年龄短得多了。当恒星耗尽了燃料，它开始变冷并
开始收缩。随后发生的情况只有等到本世纪20年代末才初次被人们理解。
1928年，一位印度研究生——萨拉玛尼安·强德拉塞卡——乘船来英国剑桥跟英国
天文学家阿瑟·爱丁顿爵士（一位广义相对论家）学习。（据记载，在本世纪20年代初
有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿停了一
下，然后回答：“我正在想这第三个人是谁”。）在他从印度来英的旅途中，强德拉塞
卡算出在耗尽所有燃料之后，多大的恒星可以继续对抗自己的引力而维持自己。这个思
想是说：当恒星变小时，物质粒子靠得非常近，而按照泡利不相容原理，它们必须有非
常不同的速度。这使得它们互相散开并企图使恒星膨胀。一颗恒星可因引力作用和不相
容原理引起的排斥力达到平衡而保持其半径不变，正如在它的生命的早期引力被热所平
衡一样。
然而，强德拉塞卡意识到，不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒
子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着，恒星变得足够紧致之时，由不相容原
理引起的排斥力就会比引力的作用小。强德拉塞卡计算出；一个大约为太阳质量一倍半
的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。（这质量现在称为强德拉塞卡极限。）苏
联科学家列夫·达维多维奇·兰道几乎在同时也得到了类似的发现。
这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比强德拉塞卡极
限小，它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英哩和密度为每立方英寸几百吨的
“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大
量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。
兰道指出，对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍
或二倍，但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间，而不是电
子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英哩左
右，密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时，并没有任何方法去观察它。
实际上，很久以后它们才被观察到。
另一方面，质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时，会出现一个很大的
问题：在某种情形下，它们会爆炸或抛出足够的物质，使自己的质量减少到极限之下，
以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信，不管恒星有多大，这总会发生。怎么知
道它必须损失重量呢？即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩，如果你把更
多的质量加在白矮星或中子星上，使之超过极限将会发生什么？它会坍缩到无限密度吗？
爱丁顿为此感到震惊，他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为，一颗恒星不可能坍
缩成一点。这是大多数科学家的观点：爱因斯坦自己写了一篇论文，宣布恒星的体积不
会收缩为零。其他科学家，尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌
意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作，转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然
而，他获得1983年诺贝尔奖，至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的
工作。
强德拉塞卡指出，不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。
但是，根据广义相对论，这样的恒星会发生什么情况呢？这个问题被一位年轻的美国人
罗伯特·奥本海默于1939年首次解决。然而，他所获得的结果表明，用当时的望远镜去
观察不会再有任何结果。以后，因第二次世界大战的干扰，奥本海默本人非常密切地卷
入到原子弹计划中去。战后，由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，
因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。但在本世纪60年代，现代技术的应
图6.1用使得天文观测范围和数量大大增加，重新激起人们对天文学和宇
宙学的大尺度问题的兴趣。奥本海默的工作被重新发现，并被一些人推广。
现在，我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象：恒星的引力场改变了光线的
路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空
间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星
发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时，其表面的引力场变得很强，光
线向内偏折得更多，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，
光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径时，表面的引力场变得如此
之强，使得光锥向内偏折得这么多，以至于光线再也逃逸不出去（图6.1）。根据相对论，
没有东西会走得比光还快。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会
被引力拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或空间——时间区域，光或任何东西都
不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作
事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时，为了理解你所看到的情况，切记在相对论中
没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场，在恒星上某人的
时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内
坍缩，按照他的表，每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的
表的某一时刻，譬如11点钟，恒星刚好收缩到它的临界半径，此时引力场强到没有任何
东西可以逃逸出去，他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时，他在空间飞船
中的伙伴发现，航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分
59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间，他
们只需等待比一秒钟稍长一点的时间，然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时
间。按照航天员的手表，光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出；从空间飞
船上看，那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间
隔变得越来越长，所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之
朦胧，以至于从空间飞船上再也看不见它，所余下的只是空间中的一个黑洞。然而，此
恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上，使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。
但是由于以下的问题，使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱，
所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临
界半径而形成事件视界之前，这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样，甚
至将他撕裂！然而，我们相信，在宇宙中存在质量大得多的天体，譬如星系的中心区域，
它们遭受到引力坍缩而产生黑洞；一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会
被撕开。事实上，当他到达临界半径时，不会有任何异样的感觉，甚至在通过永不回返
的那一点时，都没注意到。但是，随着这区域继续坍缩，只要在几个钟头之内，作用到
他头上和脚上的引力之差会变得如此之大，以至于再将其撕裂。
罗杰·彭罗斯和我在1965年和1970年之间的研究指出，根据广义相对论，在黑洞中
必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似，
只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点，科学定律和我们预言将
来的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的观察者，将不会受到可预见性失效的影
响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达他那儿。这令人惊奇的事
实导致罗杰·彭罗斯提出了宇宙监督猜测，它可以被意译为：“上帝憎恶裸奇点。”换
言之，由引力坍缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方，在那儿它被事件视界体
面地遮住而不被外界看见。严格地讲，这是所谓弱的宇宙监督猜测：它使留在黑洞外面
的观察者不致受到发生在奇点处的可预见性失效的影响，但它对那位不幸落到黑洞里的
可怜的航天员却是爱莫能助。
广义相对论方程存在一些解，这些解使得我们的航天员可能看到裸奇点。他也许能
避免撞到奇点上去，而穿过一个“虫洞”来到宇宙的另一区域。看来这给空间——时间
内的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有这些解似乎都是非常不稳定的；最
小的干扰，譬如一个航天员的存在就会使之改变，以至于他还没能看到此奇点，就撞上
去而结束了他的时间。换言之，奇点总是发生在他的将来，而从不会在过去。强的宇宙
监督猜测是说，在一个现实的解里，奇点总是或者整个存在于将来（如引力坍缩的奇点），
或者整个存在于过去（如大爆炸）。因为在接近裸奇点处可能旅行到过去，所以宇宙监
督猜测的某种形式的成立是大有希望的。这对科学幻想作家而言是不错的，它表明没有
任何一个人的生命曾经平安无事：有人可以回到过去，在你投胎之前杀死你的父亲或母
亲！
事件视界，也就是空间——时间中不可逃逸区域的边界，正如同围绕着黑洞的单向
膜：物体，譬如不谨慎的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西可
以通过事件视界而逃离黑洞。（记住事件视界是企图逃离黑洞的光的空间——时问轨道，
没有任何东西可以比光运动得更快。）人们可以将诗人但丁针对地狱入口所说的话恰到
好处地用于事件视界：“从这儿进去的人必须抛弃一切希望。”任何东西或任何人一旦
进入事件视界，就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点。
广义相对论预言，运动的重物会导致引力波的辐射，那是以光的速度传播的空间—
—时间曲率的涟漪。引力波和电磁场的涟漪光波相类似，但是要探测到它则困难得多。
就像光一样，它带走了发射它们的物体的能量。因为任何运动中的能量都会被引力波的
辐射所带走，所以可以预料，一个大质量物体的系统最终会趋向于一种不变的状态。
（这和扔一块软木到水中的情况相当类似，起先翻上翻下折腾了好一阵，但是当涟漪将
其能量带走，就使它最终平静下来。）例如，绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能
量损失的效应将改变地球的轨道，使之逐渐越来越接近太阳，最后撞到太阳上，以这种
方式归于最终不变的状态。在地球和太阳的情形下能量损失率非常小——大约只能点燃
一个小电热器，这意味着要用大约1干亿亿亿年地球才会和太阳相撞，没有必要立即去为
之担忧！地球轨道改变的过程极其缓慢，以至于根本观测不到。但几年以前，在称为PS
R1913＋16（PSR表示“脉冲星”，一种特别的发射出无线电波规则脉冲的中子星）的系
统中观测到这一效应。此系统包含两个互相围绕着运动的中子星，由于引力波辐射，它
们的能量损失，使之相互以螺旋线轨道靠近。
在恒星引力坍缩形成黑洞时，运动会更快得多，这样能量被带走的速率就高得多。
所以不用太长的时间就会达到不变的状态。这最终的状态将会是怎样的呢？人们会以为
它将依赖于形成黑洞的恒星的所有的复杂特征——不仅仅它的质量和转动速度，而且恒
星不同部分的不同密度以及恒星内气体的复杂运动。如果黑洞就像坍缩形成它们的原先
物体那样变化多端，一般来讲，对之作任何预言都将是非常困难的。
然而，加拿大科学家外奈·伊斯雷尔（他生于柏林，在南非长大，在爱尔兰得到博
士）在1967年使黑洞研究发生了彻底的改变。他指出，根据广义相对论，非旋转的黑洞
必须是非常简单、完美的球形；其大小只依赖于它们的质量，并且任何两个这样的同质
量的黑洞必须是等同的。事实上，它们可以用爱因斯坦的特解来描述，这个解是在广义
相对论发现后不久的1917年卡尔·施瓦兹席尔德找到的。一开始，许多人（其中包括伊
斯雷尔自己）认为，既然黑洞必须是完美的球形，一个黑洞只能由一个完美球形物体坍
缩而形成。所以，任何实际的恒星——从来都不是完美的球形——只会坍缩形成一个裸
奇点。
然而，对于伊斯雷尔的结果，一些人，特别是罗杰·彭罗斯和约翰·惠勒提倡一种
不同的解释。他们论证道，牵涉恒星坍缩的快速运动表明，其释放出来的引力波使之越
来越近于球形，到它终于静态时，就变成准确的球形。按照这种观点，任何非旋转恒星，
不管其形状和内部结构如何复杂，在引力坍缩之后都将终结于一个完美的球形黑洞，其
大小只依赖于它的质量。这种观点得到进一步的计算支持，并且很快就为大家所接受。
伊斯雷尔的结果只处理了由非旋转物体形成的黑洞。1963年，新西兰人罗伊·克尔
找到了广义相对论方程的描述旋转黑洞的一族解。这些“克尔”黑洞以恒常速度旋转，
其大小与形状只依赖于它们的质量和旋转的速度。如果旋转为零，黑洞就是完美的球形，
这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果有旋转，黑洞的赤道附近就鼓出去（正如地球或太
阳由于旋转而鼓出去一样），而旋转得越快则鼓得越多。由此人们猜测，如将伊斯雷尔
的结果推广到包括旋转体的情形，则任何旋转物体坍缩形成黑洞后，将最后终结于由克
尔解描述的一个静态。
1970年，我在剑桥的一位同事和研究生同学布兰登·卡特为证明此猜测跨出了第一
步。他指出，假定一个稳态的旋转黑洞，正如一个自旋的陀螺那样，有一个对称轴，则
它的大小和形状，只由它的质量和旋转速度所决定。然后我在1971年证明了，任何稳态
旋转黑洞确实有这样的一个对称轴。，最后，在国王学院任教的大卫·罗宾逊利用卡特
和我的结果证明了这猜测是对的：这样的黑洞确实必须是克尔解。所以在引力坍缩之后，
一个黑洞必须最终演变成一种能够旋转、但是不能搏动的态。并且它的大小和形状，只
决定于它的质量和旋转速度，而与坍缩成为黑洞的原先物体的性质无关。此结果以这样
的一句谚语表达而成为众所周知：“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有巨大的实际重要
性，因为它极大地限制了黑洞的可能类型。所以，人们可以制造可能包含黑洞的物体的
具体模型，再将此模型的预言和观测相比较。因为在黑洞形成之后，我们所能测量的只
是有关坍缩物体的质量和旋转速度，所以“无毛”定理还意味着，有关这物体的非常大
量的信息，在黑洞形成时损失了。下一章 我们将会看到它的意义。
黑洞是科学史上极为罕见的情形之一，在没有任何观测到的证据证明其理论是正确
的情形下，作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确，这经常是反对黑洞的主要
论据：你怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢？然而，
1963年，加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁·施密特测量了在称为3C273（即是
剑桥射电源编目第三类的273号）射电源方向的一个黯淡的类星体的红移。他发现引力场
不可能引起这么大的红移——如果它是引力红移，这类星体必须具有如此大的质量，并
离我们如此之近，以至于会干扰太阳系中的行星轨道。这暗示此红移是由宇宙的膨胀引
起的，进而表明此物体离我们非常远。由于在这么远的距离还能被观察到，它必须非常
亮，也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到，产生这么大量能量的唯一机制看来不
仅仅是一个恒星，而是一个星系的整个中心区域的引力坍缩。人们还发现了许多其他类
星体，它们都有很大的红移。但是它们都离开我们太远了，所以对之进行观察太困难，
以至于不能给黑洞提供结论性的证据。
1967年，剑桥的一位研究生约瑟琳·贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的
物体，这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼·赫维
许以为，他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触！我的确记得在宣布他们发现的
讨论会上，他们将这四个最早发现的源称为LGM1－4，LGM表示“小绿人”（“Little G
reen Man”）的意思。然而，最终他们和所有其他人都得到了不太浪漫的结论，这些被
称为脉冲星的物体，事实上是旋转的中子星，这些中子星由于它们的磁场和周围物质复
杂的相互作用，而发出无线电波的脉冲。这对于写空间探险的作者而言是个坏消息，但
对于我们这些当时相信黑洞的少数人来说，是非常大的希望——这是第一个中子星存在
的证据。中子星的半径大约10英哩，只是恒星变成黑洞的临界半径的几倍。如果一颗恒
星能坍缩到这么小的尺度，预料其他恒星会坍缩到更小的尺度而成为黑洞，就是理所当
然的了。
按照黑洞定义，它不能发出光，我们何以希望能检测到它呢？这有点像在煤库里找
黑猫。庆幸的是，有一种办法。正如约翰·米歇尔在他1783年的先驱性论文中指出的，
黑洞仍然将它的引力作用到它周围的物体上。天文学家观测了许多系统，在这些系统中，
两颗恒星由于相互之间的引力吸引而互相围绕着运动。他们还看到了，其中只有一颗可
见的恒星绕着另一颗看不见的伴星运动的系统。人们当然不能立即得出结论说，这伴星
即为黑洞——它可能仅仅是一颗太暗以至于看不见的恒星而已。然而，有些这种系统，
例如叫做天鹅X－1（图6.2）的，也刚好是一个强的X 射线源。对这现象的最好解释是，
物质从可见星的表面被吹起来，当它落向不可见的伴星之时，发展成螺旋状的轨道（这
和水从浴缸流出很相似），并且变得非常热而发出X射线（图6.3）。为了使这机制起作
用，不可见物体必须非常小，像白矮星、中子星或黑洞那样。从观察那颗可见星的轨道，
人们可推算出不可见物体的最小的可能质量。在天鹅X－1的情形，不可见星大约是太阳
质量的6倍。按照强德拉塞卡的结果，它的质量太大了，既不可能是白矮星，也不可能是
中子星。所以看来它只能是一个黑洞。
图6.2在靠近照片中心的两个恒星之中更亮的那颗是天鹅X－1，被认为是
由互相绕着旋转的一个黑洞和一个正常恒星组成。
图6.3
还有其他不用黑洞来解释天鹅X－1的模型，但所有这些都相当牵强附会。黑洞看来
是对这一观测的仅有的真正自然的解释。尽管如此，我和加州理工学院的基帕·索恩打
赌说，天鹅X－1不包含一个黑洞！这对我而言是一个保险的形式。我对黑洞作了许多研
究，如果发现黑洞不存在，则这一切都成为徒劳。但在这种情形下，我将得到赢得打赌
的安慰，他要给我4年的杂志《私人眼睛》。如果黑洞确实存在，基帕·索思将得到1年
的《阁楼》。我们在1975年打赌时，大家80％断定，天鹅座是一黑洞。迄今，我可以讲
大约95％是肯定的，但输赢最终尚未见分晓。
现在，在我们的星系中和邻近两个名叫麦哲伦星云的星系中，还有几个类似天鹅X－
1的黑洞的证据。然而，几乎可以肯定，黑洞的数量比这多得太多了！在宇宙的漫长历史
中，很多恒星应该已经烧尽了它们的核燃料并坍缩了。黑洞的数目甚至比可见恒星的数
目要大得相当多。单就我们的星系中，大约总共有1千亿颗可见恒星。这样巨大数量的黑
洞的额外引力就能解释为何目前我们星系具有如此的转动速率，单是可见恒星的质量是
不足够的。我们还有某些证据说明，在我们星系的中心有大得多的黑洞，其质量大约是
太阳的10万倍。星系中的恒星若十分靠近这个黑洞时，作用在它的近端和远端上的引力
之差或潮汐力会将其撕开，它们的遗骸以及其他恒星所抛出的气体将落到黑洞上去。正
如同在天鹅X－1情形那样，气体将以螺旋形轨道向里运动并被加热，虽然不如天鹅X－1
那种程度会热到发出X射线，但是它可以用来说明星系中心观测到的非常紧致的射电和红
外线源。
人们认为，在类星体的中心是类似的、但质量更大的黑洞，其质量大约为太阳的1亿
倍。落入此超重的黑洞的物质能提供仅有的足够强大的能源，用以解释这些物体释放出
的巨大能量。当物质旋入黑洞，它将使黑洞往同一方向旋转，使黑洞产生一类似地球上
的一个磁场。落入的物质会在黑洞附近产生能量非常高的粒子。该磁场是如此之强，以
至于将这些粒子聚焦成沿着黑洞旋转轴，也即它的北极和南极方向往外喷射的射流。在
许多星系和类星体中确实观察到这类射流。
人们还可以考虑存在质量比太阳小很多的黑洞的可能性。因为它们的质量比强德拉
塞卡极限低，所以不能由引力坍缩产生：这样小质量的恒星，甚至在耗尽了自己的核燃
料之后，还能支持自己对抗引力。只有当物质由非常巨大的压力压缩成极端紧密的状态
时，这小质量的黑洞才得以形成。一个巨大的氢弹可提供这样的条件：物理学家约翰·
惠勒曾经算过，如果将世界海洋里所有的重水制成一个氢弹，则它可以将中心的物质压
缩到产生一个黑洞。（当然，那时没有一个人可能留下来去对它进行观察！）更现实的
可能性是，在极早期的宇宙的高温和高压条件下会产生这样小质量的黑洞。因为一个比
平均值更紧密的小区域，才能以这样的方式被压缩形成一个黑洞。所以当早期宇宙不是
完全光滑的和均匀的情形，这才有可能。但是我们知道，早期宇宙必须存在一些无规性，
否则现在宇宙中的物质分布仍然会是完全均匀的，而不能结块形成恒星和星系。
很清楚，导致形成恒星和星系的无规性是否导致形成相当数目的“太初”黑洞，这
要依赖于早期宇宙的条件的细节。所以如果我们能够确定现在有多少太初黑洞，我们就
能对宇宙的极早期阶段了解很多。质量大于10亿吨（一座大山的质量）的太初黑洞，可
由它对其他可见物质或宇宙膨胀的影响被探测到。然而，正如我们需要在下一章 看到
的，黑洞根本不是真正黑的，它们像一个热体一样发光，它们越小则发热发光得越厉害。
所以看起来荒谬，而事实上却是，小的黑洞也许可以比大的黑洞更容易地被探测到。
❻ 深度长文：深层解读黑洞，黑洞或许隐藏着宇宙终极奥秘
我们先从黑洞的形成来分析一下：
我们都知道引力，其实引力是一种很弱的力，即使地球的质量高达 6 10^24 千克，你也可以跳起来，或者乘飞机飞到天空中去。
但是你的这种自由只是暂时的，物体通常在离地之后总会再落下来，除非你的速度超过一定数值。 如果你能以每秒 11 千米的速度从地面上跳起，你就可以逃脱地球的引力。科学家至少要以这样的逃逸速度发射火箭才能将飞行器送入太空。
一个天体体型越大，物质排列越紧密，其逃逸速度就越高。从木星、太阳到白矮星、中子星，它们的逃逸速度是依次递增的。 然而，最大的那些恒星的核心坍缩之后会形成一个密度极高的物体，这就是“黑洞”，其逃逸速度甚至比光速还要高。 因为没有什么能比光传播得更快，所以也没有什么东西能从这些“黑洞”中逃脱。
这就是它们名字的来历——所有的光线都被它们吞了进去，所以它们看起来是黑色的。 如果你太靠近黑洞，就会被它的引力永久地困住，不管多大的推动力都不能让你摆脱它的魔爪，而这个无法逃离的边界被称为“事件视界”。
当跨过这条边界的时候，你可能都没觉得有什么不对劲儿的地方，但是这会改变你的命运。 假如你的脚先跨过事件边界，那么黑洞对你的脚的引力比对你的头的更大，并且二者之间的差异最终会超过原子键的强度，这时你会被拉长，物理学家称其为“意大利面条化”。
那么，当你被黑洞扯成一根长长的意大利面的时候，你会落入何处呢？这是现代物理学中最棘手的问题之一。
根据爱因斯坦的广义相对论，严格地说，恒星的核心最终会坍缩成一个体积无限小、密度无限大的点，我们称之为“奇点”，空间和时间都在此处完结。
我们通常认为，落入黑洞的物体都被吸入了奇点。
质量最大的那些恒星在死亡时会形成一个将时空扭曲到极限的黑洞，任何东西都无法从中逃脱 不过，这可能还没有揭示全部的真相，因为它忽略了量子物理中对于微观尺度下物质规律的描述。
引力波
2015 年 9 月 14 日被载入科学史，成为具有里程碑意义的一天。在这一天，我们打开了一扇观测宇宙的新窗户。这件事要从非常非常遥远的星系说起。
大约在 13 亿年前，两个黑洞——其中每一个黑洞的质量大约都是太阳的 30 倍——在相互缠绕、旋转后相撞。这次相撞的动静实在太大，巨大的冲击波冲破了时空原本的结构，以光速向外传播，这些引力波最终于 2015 年 9 月到达地球。
正巧，我们在那时刚刚启动了一台能够捕获引力波信号的探测器。随后在 2015 年 12 月、2017 年 1 月以及 2017 年 8 月，我们又检测到了别的黑洞合并过程中的引力波。 另外，科学家们还在 2017 年 8 月捕获到了两颗中子星合并所产生的引力波信号。未来，我们一定还会捕获越来越多的引力波。
引力波这一概念早在一个世纪前便已被提出。爱因斯坦早在 1915 年提出广义相对论时就预言了引力波的存在，但是我们却用了整整 100 年才第一次探测到它的信号。 这是因为引力波就像池塘中的涟漪，会在向外传播的过程中逐渐消失，引力波在抵达地球时已经变得很微弱了，因此很难被探测到。
13 亿光年，这是一段相当长的路程。
用于探测引力波信号的是激光干涉引力波天文台（LIGO），它是由两台分别位于美国华盛顿州和路易斯安那州的探测器组成，这两台探测器都是由两根 4 千米长的真空管组成的直角。 一束激光经过一个分光器，分成两部分射向两条真空管的末端，然后被末端放置的镜片反射回来。
一般情况下，两边的激光会在相同的时间回到出发点。 但是，如果引力波在激光传播的过程中到来，那么其中一根管道中的空间就会被轻微地拉伸和收缩（因为引力波实质上是时空结构的扰动），这就意味着一束激光回来的落点也会发生改变。 LIGO 的灵敏度相当高，可以探测相当于质子（原子中心带正电的粒子）直径的 1/10000 的距离改变。
再打一个比方，它可以测量出地球到比邻星（除太阳之外离我们最近的恒星）之间 40 万亿千米长的距离中一根头发丝直径的变化。
2017 年 10 月，为这一发现做出努力的三位科学家被授予诺贝尔物理学奖。这些探测意义非常重大，因为很多宇宙中的重大事件发生后只会发出引力波信号，而我们终于能够探测到这些事件了。
时间膨胀
爱丁顿于1919 年完成的日食观测，证实了爱因斯坦的广义相对论中提出的一个观点：
大质量物体会扭曲其周围的空间结构，而引力波的发现则进一步巩固了该观点。 事实上被扭曲的不仅仅是空间，时间也是如此。还记得爱因斯坦把时间和空间合并为一个被称为时空的四维结构吗？
这告诉我们，时间流逝的速度会随着时空扭曲程度的不同而改变，如果你靠近一个重物，你的时间就会比别人的时间流逝得更慢。 即使是在地球上，这种时间的膨胀也是非常需要注意的。对于储存在实验室里不同架子上的那些有着极高精准度的原子钟而言，如果有哪一个被放在更靠近地面的位置，那么最终它们就会无法同步。
我们还会定期修正 GPS 卫星上的时钟，因为它们位于太空中，时空扭曲的情况更轻，时间流逝得比地面上更快。 不过在黑洞附近，这种时空扭曲的程度会非常明显。
在风靡一时的影片《星际穿越》中，绕着黑洞飞行的宇航员所经历的 1 个小时相当于我们在地球上经历 7 年。
如果目送一个人逐渐接近黑洞，你会发现他们身上发生的一切都变得越来越缓慢，最后，当他们的身体即将跨越事件视界的时候，他们看起来就像被冻住了一样。 在你看来，他们的时间已经完全停止了；但在他们看来，是你的时间停止了。
这是引力时间膨胀，但还有一种由速度引起的时间膨胀。如果我说“飞人”博尔特在 100 米短跑中能赢你，你一点儿都不会惊讶，因为他能以更快的速度来跨过空间。
如果我说博尔特能比你更快地度过时间，可能你就会觉得有些奇怪了，但事实的确是这样，因为实际上你们是在时空中赛跑。
在这个例子中，你和博尔特的速度差异并不是很大，所以时间流逝的速度在你们两者之间的差异也很小，而当速度差异更大就会产生更明显的效果。 宇航员根纳季·帕达尔卡（Gennady Padalka）保持着在太空中停留时间最长的世界纪录——1998 至 2015 年，他在和平号空间站以及国际空间站中共计停留了 879 天。
在这段时间中，他以每小时 28 000 千米的速度行进。考虑到上述两种原因引起的时间膨胀，如果他一直待在地面上的话将会比现在老 0.02 秒。 这使得帕达尔卡成了人类 历史 上最伟大的时间旅行者，他向未来旅行了 1/50 秒。
白洞与虫洞
如果说黑洞是一个你永远无法从中逃离的存在，那么白洞就是你永远无法返回的地方。 黑洞只进不出，而白洞只出不进。不过目前，白洞还只是理论性推测，只存在于爱因斯坦广义相对论的数学推导中。 物理学家们在考察黑洞中的物体接近奇点时会发生什么的问题时，便会出现“白洞”。
新西兰物理学家罗伊·克尔（Roy Kerr）在 20 世纪 60 年代时提出，黑洞中的奇点并不是一个点，而是一个环。 通常情况下，一个撞入奇点的物体会被奇点从时空中抹去，但是如果克尔环（克尔提出的这个“环”）存在的话，它就能毫发无损地穿过去。
那么，这个穿过克尔环的物体去哪儿了呢？
克尔根据爱因斯坦方程计算得到的结果显示，它会进入一个被称为“爱因斯坦–罗森桥”的隧道，然后在另一端被白洞“吐”出。
有些人认为物体从白洞出去之后到达的仍然是我们所在的宇宙内部，只是位置发生了变化，而另外一些人则认为物体此时已经处于另一个宇宙中了。
无论哪一种说法是对的，由于白洞只能出不能进，这个物体都无法再通过白洞回到原来所在的地方。 爱因斯坦–罗森桥有一个更为通俗的名字：虫洞。这个名字来源于虫子在苹果中运动时做出的选择，它既可以选择从苹果的表面爬到想要去的地方，也可以选择在苹果内部穿行一段更短的路径。
我们常常在科幻小说中见到作为时间和空间上的捷径的虫洞。确实，虫洞的物理特性表明我们也许可以借助它回到过去。
但是，如果它们存在的话——这是一个相当大胆的假设——它们可能很不稳定，并且很快就会关闭。
时空可能会以图中的方式弯曲，此时会出现一条捷径，我们可以利用它来进行时间旅行 所以，就目前掌握的情况而言，白洞和虫洞只是数学上的有趣推论，倘若有一天我们真的找到万物理论，情况可能会发生变化。
霍金辐射
作为一名理论物理学家和宇宙学家，史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）教授终其一生都在钻研黑洞的奇异特性。他最重要的贡献之一，就是提出黑洞会在被称作“霍金辐射”的效应下逐渐蒸发。
物理学家知道，看似空旷的宇宙不可能真的是空的。宇宙不断地将能量转化为一些成对的粒子，它们就像灰姑娘的马车一样，很快就会消失，否则就违背了物理定律。 而霍金天才般地将这一过程放到黑洞的事件视界上。
他想象出的场景是这对粒子中的一个落入了黑洞中，而另一个在外面，由此它们就再也无法一起成对消失了，于是一个被黑洞吸收，另一个则逃到无边无际的宇宙中。 这个落单的粒子在向外逃逸时会吸收一部分来自黑洞的能量，而它带着能量向外传递的过程就是霍金辐射。 但是带走的这些能量对于黑洞来说只是九牛一毛，一个黑洞需要 2 000 亿亿亿亿亿亿亿亿年才会完全蒸发，这个数字是 2 后面有 67 个 0！
也就是说，黑洞并不完全是黑的，它们会以霍金辐射的形式发出极为微弱的光芒。
万物理论
史蒂芬·霍金在黑洞通过霍金辐射逐渐蒸发的研究中结合了物理学中最重要的两个理论：量子力学——微观尺度下粒子运动的规律，以及爱因斯坦的广义相对论。
对于黑洞这样一个独特的物体来说，这两种理论都很重要。通常情况下，对引力以及行星的公转轨道进行计算时不需要考虑量子力学；同样，解释原子的运动规律时也不需要考虑引力。
但黑洞是不一样的，当恒星发生坍缩时，大量物质被塞进了一个很小的空间中，引力突然在原子大小的尺度上也起到了作用。 广义相对论描述了引力是如何由弯曲的时空引起的，如果严格按照这种说法，是黑洞将弯曲的时空成了一个叫作奇点的东西。
但是体积无限小、密度无限大对于一个物体而言到底意味着什么呢？量子力学的规律对于一个比原子还小的空间来说还有效吗？
物理学家们非常重视这些问题，并且一直试图将量子力学和广义相对论结合成一个理论——一个可以用于解释宇宙万物的通用框架，从最小的亚原子粒子到最大的超星系团全都适用，这就是万物理论。
然而，物理学家在这条 探索 之路上屡屡受挫。这两种理论就是不太能很好地结合在一起。它们是完全不兼容的，对其中一个理论的应用会产生与另一个理论的不可调和的分歧。 而这促使物理学家们开始 探索 更加极端的可能性，其中包括 探索 更多的维度——而非我们熟悉的三维时空。
（超）弦理论与圈量子引力
近年来，由于美国哥伦比亚广播公司（CBS）热播剧《生活大爆炸》中那个与 社会 格格不入的天才谢尔顿·库珀（Sheldon Cooper）高涨的人气，弦理论已成为流行文化的一部分。
它是物理学家试图统一量子力学和万有引力、 探索 万物理论的方法之一。 这一理论的基本前提是，我们周遭的一切都是由很小的弦发生振动构成的。
就像用不同的方式在乐器上拨动琴弦会产生不同的音符一样，这些弦的振动会创造出各种亚原子粒子。而把这与超对称性理论相结合，就有了超弦理论。 弦理论的研究者可以使用这一模式来将量子力学和广义相对论结合在一起，但是他们的方程只有在空间有 9 个维度时才成立。
这些物理学家为了解释为什么我们所见到的世界是 3 维的，提出其他维度蜷缩到了微观世界中，我们无法观察到它们。
但是，目前仍然没有任何证据显示这些维度真的存在，也无法证明超弦理论不只是一个存在于数学推导中的幻想。 在《生活大爆炸》的前几季中，谢尔顿有一个死对头叫作莱斯莉·温克尔（Leslie Winkle），她的研究重点是圈量子引力论，这是另一个将量子力学和广义相对论结合在一起的理论。
爱因斯坦认为，时空是一种连续的结构，当它被大质量物体弯曲时会产生引力。但是在量子力学中，没有任何东西是连续的。
在圈量子引力论中，时空量子也是不连续的，而是由一些闭合的环编织而成的结构，就像羽绒被一样。 起初，它看起来像是一个整全的编织物，但是在显微镜下你会发现它实际上是由一个个独立的针脚组成的。
在圈量子引力论中，时空并不是平滑的，而是呈颗粒状，这可以通过某些方式进行验证。 天文学家正在观测并研究来自遥远星系的光，验证其是否在传播过程中被这种时空结构所改变。
❼ 有网友去过新西兰星空保护区吗麻烦介绍一下当地一些具体的东西，不要百度的。最好可以有自己拍的照片，谢
你指的是TEKAPO这个小镇吧，那个镇子很小很小，步行十分钟就能穿过所有商店旅店。星空保护区是一个很大的范围，包括TEKAPO，Mt Cook.不知道你想去哪玩。如果是TEKAPO的话（一般中国人去观星都指的这里），旅游项目基本就是好牧羊人教堂、约翰山观星（步行上山1-2小时），Tekapo温泉、还有直升机、飞机观光（这个可以去FOX冰川、Mt Cook体验），湖里坐船钓鱼、巡航。有家寿司店KAHN非常值得推荐。住店的话，各种档次的都有，背包客旅店到度假村，$30-300价位的都有，基本集中在一起，度假村里镇中心有点距离，和约翰山近。旅游吃住基本就这情况。
当地旅游很规范，小镇很小但是吃喝穿的商品很齐全。我说的那些项目都在沿公路有服务站可以接受预定，（在当地着名的旅游服务中心I-site周围）。旅游项目飞机贵些$200-600,随团观星120刀，但是如果多云要等待好几天。
❽ 饥荒地下的星空怎么找到
在洞穴里。
星空是联机版的眼骨，会召唤哈奇。
饥荒中玩家要被流放到一个异世界上，需要自己来寻找和制作物品，宠物是玩家用来消遣和帮助玩家的。如果想要把星空带到地面，可以通过使用技能火魔法带到地面。