关于黑洞《星际穿越》有哪些未解之谜？

在我们的日常生活中，我们有*意志。你可以朝南走，也可以朝北走。向上飞没有问题。这是人类的*和生命的意义——当然，这种*不能发生在任何时空区域。例如，一旦人类进入一个黑洞，他们将失去他们的*意志，而黑洞肯定会把人类吸进黑洞的中心。

在名著《星际穿越》的结尾，电影的情节如下:

飞船里只剩下很少的燃料，库珀决定去看看黑洞的内部。经过一系列痛苦的挣扎和宇宙飞船的爆炸，库珀来到了黑洞的内部。然后他穿过黑洞内的奇点，到达了五维时空，恍然大悟。这是外面的天堂。

这真的可能吗？事实上，这些远远超出了当前的物理理论。

从严格的学术观点来看，我们必须首先理解什么是黑洞。在作者的著作《相对论——相对论的流行传奇》中，黑洞的定义有以下等式:

黑洞=地平线+奇点

地平线是黑洞的表面，就像西瓜皮包围西瓜果肉一样，西瓜果肉包围整个黑洞。从地平线到黑洞中心的距离是r=2M，m是黑洞的质量。在这个半径内是黑洞的内部。黑洞的内部是单行道。一切只能进入，不能退出。

黑洞的中心被称为“奇点”奇点处的曲率是无限的，能量密度是无限的。就几何学和物理学而言，无限的事物不属于时空本身——无限的值都是非物理的，广义相对论已经失败了。为了准确描述奇点，我们需要一个叫做“量子引力”的完整理论。不幸的是，没有这样的理论。这可能是库珀的女儿墨菲在电影中提出的理论。这是电影中第一个未解决的问题。

在相对论的学术界，还有一个与黑洞有关的未解决的问题，那就是宇宙审查的猜想能否从几何学的角度得到证明:上帝讨厌赤裸裸的奇点，所有黑洞的奇点都必须被视界所包围。霍金生动地描述了这个问题:为什么所有女人都穿内裤，而裸女却不存在？-这是第二个未解决的问题。

在电影中，库珀进入了黑洞，撞上了奇点，进入了五维时空。为什么编剧安排他进入五维时空，然后发出信息？因为编剧非常清楚黑洞内部的信息不能传递给外部世界——这就是黑洞量子力学的“信息困境”(这个术语叫做破坏量子力学的积极性)。为什么会出现这种困境？这是第三个未解决的问题。

只要上述三个问题中的任何一个都能解决，这就是黑洞研究的一大突破。

这篇文章的作者先后写了五篇关于《星际穿越》的科普评论(另外四篇，参见《星际穿越》中的永恒离黑洞有多远？为什么《星际穿越》中的虫洞是一条捷径？《星际穿越》如何避免时空悖论为什么“星际”1小时在地球上的巨大波星≈ 7年？)，我要向诺兰和索恩致敬，也希望引起我国年轻人对未来相对论学科的注意。

对于那些对黑洞感兴趣的人，请参考视频:星际中的黑洞