愛丁頓（Eddington，1882-1944），相信相對論，決定去完成愛因斯坦交給天文學(xué)家的這個使命，驗證星光實驗的預(yù)測到底準(zhǔn)不準(zhǔn)確。為了使觀測的誤差降到最低，同時也為了取得更多的公信力，愛丁頓還以他的號召力還邀請到了很多出名的天文學(xué)家，比如柯庭漢、克羅姆林、戴維森等。他們分成了兩個遠(yuǎn)征觀測隊，一個隊遠(yuǎn)赴巴西的索布拉爾，另一個隊由愛丁頓親自率領(lǐng)，遠(yuǎn)赴西非的普林西比島。1919年5月29日，日全食如約而至，雖然當(dāng)時天公不作美，兩支遠(yuǎn)征隊都遇到了陰天，但是在最關(guān)鍵的時刻還是拍到了至少八顆恒星的照片。他們把照片帶回英國后，和半年前拍攝的照片仔細(xì)比較，經(jīng)過長達(dá)五個月的數(shù)據(jù)分析，同時邀請了全世界的天文學(xué)家齊聚英國皇家研究所一起分析與計算，最后他們宣布，愛因斯坦的理論取得了完美的證實，觀測值與理論計算值吻合得非常好！“這是一次徹底而滿意的結(jié)果?！睈垡蛩固棺约赫f。

讓我們順著時空彎曲這條道路繼續(xù)往下，看看還有什么驚人的推論等在前方。

通過水星進(jìn)動現(xiàn)象和星光實驗，我想我大概已經(jīng)讓你相信引力確實可以使空間彎曲了。那么什么東西產(chǎn)生引力？對，是質(zhì)量。質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)，引力越強(qiáng)，空間彎曲得越厲害。請把我們的宇宙空間想象成一張細(xì)密的網(wǎng)，任何有質(zhì)量的物體就像一個球放在這張網(wǎng)上，這個球質(zhì)量越大，體積越小，則在這張網(wǎng)上下陷得就越深。剛開始只是像一個小小的凹陷坑，但是隨著下陷的深度越來越大，就會越來越像一個空間中的“洞”。

圖5-12質(zhì)量越大的物體在空間上形成的洞越深

任何掉進(jìn)這個洞里面的東西想要出來，就好像井下的青蛙想要跳出來，必須達(dá)到一個能逃出來的最低速度才行，這個速度我們稱之為逃逸速度。那么要從地球上逃逸出去的速度是多少呢？這個在牛頓時代人類就會計算了，是11.2千米/秒，這也叫做第二宇宙速度。逃逸速度的值取決于天體的質(zhì)量和半徑這兩個參數(shù)，用個形象的比喻，就是同樣重量的木球和鐵球，因為鐵球的體積要小得多，所以造成的洞就會深得多，因此要從這個洞中逃出來的速度也會大得多。大家想想，宇宙中跑得最快的東西是什么？是光，沒有什么東西比光的速度還快。那么有沒有一種可能，這個洞是如此之深，深到令它的逃逸速度比光速還要大，那就意味著連光都休想從洞里面逃出來，更別提其它任何東西了。如果真有這樣的洞存在，那么這個洞可真夠黑的，永遠(yuǎn)是只進(jìn)不出。德國天體物理學(xué)家史瓦西（Schwarzschild， 1873-1916）首先開始思考這個問題，他仔細(xì)研究了廣義相對論，通過廣義相對論的引力場方程算出了名垂千古的“史瓦西半徑”。史瓦西半徑一公布出來，立即引起了包括愛因斯坦在內(nèi)的很多天文學(xué)家和物理學(xué)家的興趣，吸引了一大批科學(xué)家去深入研究這個恐怖的黑洞，只是我們可憐的史瓦西先生在算出史瓦西半徑的當(dāng)年就死于意外，年僅43歲，真是科學(xué)界的一大損失，為了紀(jì)念他，就把這個天體要成為黑洞的臨界半徑稱作“史瓦西半徑”。

圖5-13 黑洞原理

黑洞在一開始僅僅是作為一個方程的解而存在，也就是說黑洞僅僅是一個數(shù)學(xué)概念，宇宙中到底有沒有這樣恐怖的洞存在，誰也不知道，因為既然是黑洞嘛，就是完全不發(fā)光的，那么天文學(xué)家當(dāng)然也就認(rèn)為黑洞是永遠(yuǎn)無法觀測到的。不過后來隨著研究的深入，人們漸漸發(fā)現(xiàn)其實黑洞也是能觀測到的，并且有很多方法，這些方法都已經(jīng)在這最近的幾十年來被天文望遠(yuǎn)鏡所證實。為了便于大家直觀理解，我們來看一些經(jīng)過藝術(shù)加工和夸張后的黑洞圖片：

圖5-14電影《星際穿越》中的黑洞，計算機(jī)逼真模擬

黑洞還有個特別有趣的性質(zhì)，它的質(zhì)量大到把時間和空間都扭曲成了一個洞?？臻g被弄成一個洞還好理解，不就是進(jìn)去的東西出不來嘛；那時間被扭曲成一個洞你能想象是怎么回事嗎？在黑洞里面，時間停止了，準(zhǔn)確的說，時間不存在了，時空在這個地方被打了一個死結(jié)，人類對宇宙的認(rèn)識止步于黑洞的“視界”。假設(shè)有一個倒霉的宇航員不幸掉入一個黑洞，他在掉入黑洞的一剎那，從外面的觀察來看，這個倒霉宇航員的時間停止了，他的動作也停止了，他就像照片定格一樣被永遠(yuǎn)定格在了黑洞的邊緣，宇航員的親人們永遠(yuǎn)也看不到他掉進(jìn)去，宇航員的子孫后代世世代代都可以看到這幅定格的恐怖畫面。但是，如果你是那個倒霉的宇航員，時間對你自己來說仍然是一樣流逝的，你仍然會感到自己掉了進(jìn)去。至于到底掉進(jìn)去以后會發(fā)生什么，誰也不知道。如果你去問霍金，他會這么回答你：“所謂黑洞，就是一切永遠(yuǎn)無法了解的事件真相的集合。”

讓我?guī)е憷^續(xù)沿著上面的線索往下想，更神奇的事情馬上就要發(fā)生了。

黑洞就是宇宙這張大網(wǎng)中時間和空間形成的一個洞，越看越像一個漏斗。你有沒有想過，如果宇宙中有兩個這樣的漏斗，剛好漏斗嘴對漏斗嘴接上了，會發(fā)生什么情況？

圖5-17 蟲洞原理

愛因斯坦和另外一個叫羅森的美國物理學(xué)家一起研究發(fā)現(xiàn)，廣義相對論的方程中有一個解可以從理論上允許這種情況的發(fā)生，物理圈子里面的人把它稱之為“愛因斯坦—羅森橋”，說這個連接部位就像一座橋一樣連通了宇宙空間中兩個本來相隔得非常非常遙遠(yuǎn)的區(qū)域。但很快人們就覺得，這情景還是更像一個洞，只不過這個洞就好像一只蟲子咬穿了一只蘋果一樣。這個比喻更形象，更深入人心，因此，這個愛因斯坦—羅森橋大多數(shù)情況下都被叫做“蟲洞”。

蟲洞這個洞太神奇了，不但可以連通相隔遙遠(yuǎn)的宇宙空間，讓你能突然從一個地方跨越幾百光年出現(xiàn)在另一個地方，而且它還能連通時間，讓你從一個時間突然出現(xiàn)在另外一個時間，不光是從現(xiàn)在到未來，也有可能是從現(xiàn)在到過去。蟲洞成了現(xiàn)在關(guān)于宇宙旅行和時間旅行的科幻小說的標(biāo)準(zhǔn)化理論，也成了地球上發(fā)生的無數(shù)古怪離奇的失蹤案件和穿越事件的元兇。反正一切不可思議的事情都能用蟲洞來解釋，簡直“無所不能”。

但是讓我們從理性的角度再看一下這個蟲洞，我們會發(fā)現(xiàn)如果橋的兩頭都是兩個黑洞的話，那有什么意義呢？你從洞的這頭掉進(jìn)去，你也無法從洞的那頭出來，無非就是從宇宙的一個監(jiān)獄跳躍到了另外一個監(jiān)獄而已。除非，廣義相對論的另外一個叫“白洞”的推論也能存在。所謂白洞就是剛好跟黑洞性質(zhì)相反的一個洞，這個洞不停地把物質(zhì)以輻射的方式“吐”出來（迄今為止尚未有任何直接或者間接的觀測證據(jù)出現(xiàn)）。如果蟲洞的一頭是個黑洞，另一頭是個白洞，那么你就有可能從黑洞這頭掉進(jìn)去，從白洞那頭被吐出來，不過即便被吐出來了，你也變成了輻射的形式，也就是被還原成了基本粒子?？磥?，不論蟲洞的兩頭是黑洞還是白洞，指望它來做真正的時間和空間旅行似乎死亡率都達(dá)到100%，看起來真是不夠給力。

講到這里，本章已經(jīng)接近尾聲，讓我們來梳理一下前面看過的那些風(fēng)景。首先，愛因斯坦從對狹義相對性原理的不滿意出發(fā)，把狹義相對性原理推廣到了等效原理加廣義相對性原理；然后從這兩個原理出發(fā)，推導(dǎo)出了引力使得時空彎曲，繼而又推導(dǎo)出了黑洞；再從黑洞想到了蟲洞，于是時空旅行有了理論可能性。這么一路走來，風(fēng)景越來越奇特，但都十分具有說服力?？茖W(xué)的神奇就在于一步步往前走的時候，覺得每一步都是合理的，一段時間以后再回頭一看，發(fā)現(xiàn)連自己都快不相信腳下的這片神奇土地了。難怪愛因斯坦會講出下面這句名言：

“宇宙最不可理解之處在于它竟然是可解的?！?/p>

本章就到這里……

等等，等等，你突然大聲叫起來，作者，你忘記了一件重要的事情。

什么事？

壓軸大戲啊，壓軸大戲還沒上演呢，前面兩章都有壓軸大戲的，這章怎么可以沒有？

哈哈，就等你們這句話呢，壓軸大戲自然是早就準(zhǔn)備好了，而且這部壓軸大戲是絕對可以堪稱壓軸的，我們要讓整個宇宙成為我們的演員，我們要對宇宙本身的生死做出終極思考。好戲這就上演！