《三体》这本书里有哪些宇宙的秘密？
史瓦西先生发现黑洞是爱因斯坦理论的自然结果。去世前一年，也就是爱因斯坦发现广义相对论几个月后，他发现了爱因斯坦理论中的第一个严格解。在由中心质量引起的弯曲时空中，时钟移动得更慢，更靠近中心。当它到达一个固定的边界时，时钟无限缓慢地移动。也就是说，如果我们站在外面看这个边界上的钟，它的秒针几乎不动。这个边界就是著名的黑洞视界。在这个边界上，光不能逃逸。为什么光逃不掉？很简单。虽然光速很高，但时间却变得太慢了。对于我们这一小时甚至一年来说，那里的时间几乎没有变化。当然，在我们看来，光明并没有消失。
虽然史瓦西发现了黑洞解，但爱因斯坦不相信一个质量可以被极大压缩产生视界，所以黑洞对他来说是不存在的。
直到施瓦辛格在理论上发现黑洞50年后，对黑洞的研究才开始热起来，因为天体物理学家发现宇宙中会自然形成黑洞。
黑洞是真实存在的。可以说宇宙中到处都有黑洞，从质量只有几个太阳质量的恒星级黑洞，到质量是太阳100到100000倍的中型黑洞，再到星系中心的黑洞，质量高达100到100亿个太阳质量。天文学家甚至推测所有星系的中心都是黑洞。
有一个简单的公式，黑洞的视界半径与其质量成正比。根据这个公式，如果我们把太阳塞进一个半径3000米左右的球体，就会形成一个黑洞。如果地球是一个黑洞，它的直径可能小于1厘米。
事实上，不太可能存在质量小于太阳的黑洞，因为天体物理学不允许小质量黑洞的形成。较小的恒星会在形成黑洞之前停止核反应，形成白矮星或中子星。当恒星的质量大到中子之间的排斥力不足以抵抗引力时，黑洞就形成了。这样的黑洞通常不少于三个太阳质量。
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引力是现代科学确定的自然界第一个基本力。牛顿的万有引力理论比法拉第和麦克斯韦的电磁力理论早了一个半世纪到两个世纪，在解释天体、潮汐、预测新行星等方面取得了巨大的成就。
但直到爱因斯坦的时代，人们才发现牛顿的理论并不完美，在原理上完全不正确，因为它假设两个质量之间存在距离，即在一定距离的两个物体之间存在直接的瞬间相互作用，没有任何介质传播，也没有任何传播时间。这显然不可思议。
在爱因斯坦的理论中，引力变成了时空弯曲的效应。而如果我们从一个固定的时空出发，考虑时空对这个固定时空的微小偏离，爱因斯坦的理论中就出现了类似光子的东西，那就是引力波。
引力波是爱因斯坦广义相对论的预言。引力波的存在说明引力的传播速度也是有限的，与爱因斯坦理论中的光速相等。自希格斯粒子出现以来，引力波是现代物理学中唯一未被证实的预言，尽管有间接证据。
重力无处不在，但为什么引力波很难被探测到？唯一的原因是引力太弱。静态重力足够弱。只有当质量积累形成月球和地球这样巨大的天体时，我们才会感受到引力的存在，引力波会更加微弱。
一个振荡电荷会产生电磁波，两个相互绕转的天体可以成为引力波的来源。其实引力波就是这样间接发现的。两颗中子星相互绕转，引力波的辐射使中子星失去能量，因此它们之间的距离变小，自转周期变短。这种间接观察完全符合爱因斯坦的理论。天文学家泰勒和霍尔斯因这项观测获得了诺贝尔物理学奖。
在宇宙中，超新星爆炸、黑洞形成、恒星落入黑洞都会产生引力波，而且都比较强。虽然泰勒和赫尔斯在1974年间接观测到了引力波，但是非常微弱。
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在谈论宇宙的未来之前，我们首先要了解宇宙的现状。其实我们不需要知道太多，我们只需要弄清楚两个重要的问题:
在1998之前，几乎所有人都相信宇宙虽然在膨胀，但膨胀速度在放缓。在未来很多很多年后，膨胀的速度可能无限接近于零，也可能减小到零，然后宇宙开始收缩。这是很自然的想法。宇宙自大约15亿年前的大爆炸以来一直在膨胀，但目前的膨胀速度已经变得比宇宙早期小得多。许多人认为宇宙的膨胀一直在放缓，观察似乎支持这种自然的想法。有趣的是，几乎没有人质疑观测数据，虽然现在回头看之前的观测数据，并没有告诉我们严格意义上的宇宙膨胀在放缓。
为什么物理学家特别相信宇宙的膨胀在减小？这是因为主导宇宙的力是引力，即使是爱因斯坦的理论也改变不了这个事实。在引力的引导下，宇宙中所有天体之间的相对速度都会变小。
爱因斯坦为了获得一个静态的宇宙，引入了一种万有斥力。宇宙排斥只是宇宙加速膨胀的解释之一。从现代物理学的角度来看，他的理论相当于认为真空中存在着某种永远不会被宇宙膨胀稀释的能量，并且这种能量的密度保持不变。这种能量被称为暗能量。
暗能量的性质决定了我们宇宙的命运。这是因为暗能量现在是宇宙中占主导地位的能量，占宇宙所有能量的60%以上，而我们肉眼能看到的物质和肉眼看不到的暗物质不到40%。
先说一点暗物质，它占宇宙除暗能量外最大的能量成分。这种物质是看不见摸不着的，但是天文学家在20世纪60年代发现了它的存在。因为它的存在，星系和星系团的引力远大于可见物质造成的引力。天文学家通过观察恒星围绕星系中心运动的速度，可以推断出暗物质比普通物质多5到6倍。
无论是普通物质、暗物质还是辐射，这些能量密度都被空间的膨胀所稀释，而暗能量在数十亿年内没有明显变化。换句话说，几十亿到几十亿年后，暗能量不仅主导宇宙，而且远远高于其他能量份额。
另一种可能是暗能量密度实际上变大了。如果是这样，那么暗能量密度在有限的时间内就会变得无限大，也就是说，万物的排斥力就会变得无限大。我们可以猜测没有专家会发生什么。宇宙中所有的空间和物质都会被撕裂——首先是银河系被撕裂，然后是地球被甩出太阳系，然后是月球被甩出地球的引力场，然后是地球本身被撕裂...直到每一个原子，每一个原子核，每一个质子，每一个中子都会被撕裂。
我们可能永远不知道宇宙在暴胀前的状态，但我们应该知道宇宙的命运，是会继续膨胀，还是有一天会减速刹车，或者...它会撕裂。
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