楔形文字
聖經上說:上帝創造了宇宙。
當代物理學家說宇宙誕生於大爆炸。
梵蒂岡說:宇宙大爆炸理論符合聖經。
斯蒂芬·霍金說:大爆炸和黑洞是不可避免的宇宙奇點。
斯蒂芬·霍金說:黑洞不是黑的。它不僅是可見的，而且是白熾的。
斯蒂芬·霍金說:在經典物理學的框架中，黑洞變得越來越大，但在量子物理學的框架中，由於輻射，黑洞變得越來越小。
斯蒂芬·霍金說:從宇宙大爆炸到黑洞的循環是宇宙的創造、毀滅和重生的過程。於是上帝對宇宙的貢獻就消失了。
斯蒂芬·霍金與照顧他十幾年的妻子離婚，並深深信奉天主教。
有人說斯蒂芬·霍金是繼愛因斯坦之後最偉大的天才，也有人說他瘋了。
斯蒂芬·霍金是誰？
(2)斯蒂芬·霍金
斯蒂芬·霍金是英國理論物理學家。他的生日是1942 1.8，恰好是伽利略300周年的紀念日。1959年，17歲的霍金開始在牛津學習，在劍橋和導師丹尼斯·西亞馬壹起做博士論文。
然而，此時的霍金被診斷出患有壹種名為“肌萎縮側索硬化癥”的疾病，這種疾病仍然無法治愈，甚至無法控制。斯蒂芬·霍金最終永遠坐在輪椅上，失去了語言能力。他的壹生完全依賴於他的妻子簡·沃爾德。然而，這個據說全身只有三根手指能動的殘疾人，卻依靠驚人的毅力完成了壹系列關於宇宙大爆炸和黑洞的驚人理論，為量子物理學做出了巨大貢獻，向世人展示了宇宙的偉大而神秘的背景。他被普遍認為是繼愛因斯坦之後最傑出的科學家。從65438年到0974年，霍金被授予“劍橋盧卡斯數學教授”的職位。
在就職典禮上，霍金費了好大勁才在花名冊上簽下了自己的名字，而這份花名冊首頁的署名正是艾薩克·牛頓。
霍金對物理學的畢生貢獻證明，在經典物理學的框架下，大爆炸和黑洞是必然的，黑洞會越來越大；在量子物理的框架下，黑洞因為輻射變得越來越小。大爆炸和黑洞的奇點不僅被量子效應抹平，也是宇宙的起源。霍金對科普的貢獻在於，他寫了壹本很受歡迎的書——《時間簡史》，這本書連續100多周登上暢銷書排行榜，被翻譯成33種語言，銷量超過550萬冊。
本文將以時間簡史為主線，介紹斯蒂芬·霍金的理論。
(3)我們的宇宙
宇宙是如此的神秘，以至於每個人仰望星空的時候，都會忍不住好奇星星背後到底藏著什麽。我們的祖先認為“天如天，地如棋秤”，而古印度人的祖先則認為大地是馱在大象背上的。
公元前340年，古希臘哲學家亞裏士多德在他的《天論》壹書中闡述了以下觀點:第壹，日食是地球的影子投在月球上造成的。
第二，因為日食時看到的地球的影子總是圓的，所以可以推斷地球應該是壹個球體，而不是圓盤。第三，地球是宇宙的中心。太陽、月亮、行星和其他恒星分別附著在八個天球上，以完美的圓形軌道圍繞地球旋轉。
基督教完全接受亞裏士多德的學說，這與聖經的世界觀和上帝創造論是壹致的。這種宇宙模型最大的好處就是在最外層的恒星天球之外，留有天堂和地獄的空間。
1514年，mikolaj kopernik牧師提出了“日心說”，認為太陽在宇宙中心靜止不動，而地球和其他行星圍繞太陽做圓周運動。由於害怕受到教會的迫害，哥白尼只能秘密地傳播他的理論。後來伽利略觀測木星時，發現木星的幾顆行星都圍繞木星旋轉，這說明其他行星不壹定圍繞地球旋轉。然後開普勒修正了哥白尼的理論，用橢圓軌道代替了圓形軌道，使之與觀測結果很吻合。他們的公開支持最終宣告了亞裏士多德理論的終結。
1687年，艾薩克·牛頓發表了舉世聞名的《原理》。在書中，提出了著名的萬有引力定律。《原理》這本書解決了物體如何在空間和時間中運動的問題。
人們甚至可以利用他的理論精確計算出行星的軌道。
但是問題又出現了。根據萬有引力定律，行星總是相互吸引的。看起來它們不可能在大範圍內保持相對靜止，但最終會壹起倒下。牛頓也意識到了這壹點，他解釋道:如果有限數量的行星分布在有限的區域內，這種情況確實會發生。但如果有無限的行星，均勻分布在無限的空間，就不會出現這種情況，因為此時引力分布是均勻的，沒有中心把它們聚集起來。
其實這是我們經常遇到的理論陷阱。其實在壹個無限的宇宙中，每壹顆恒星都可以看作壹個中心，因為每個方向都有無限多的恒星。正確的方法應該是:先考慮空間有限的情況，星星壹起塌。在這個區域之外均勻地添加更多的星星。根據牛頓定律，這些添加的恒星對原來的面積沒有影響，所以恒星還是會壹起墜落。我們隨意添加更多的恒星，想加多少就加多少，它們總會坍縮到壹個點。換句話說，宇宙的局部區域總是不均勻的，應該會有局部坍縮，而且這種趨勢會逐漸擴大。觀察到的結果並非如此。
所以我們有壹個大問題:無限的靜態宇宙不存在！
(四)奧爾勃斯悖論
靜態宇宙的想法如此強烈，以至於意識到引力理論使宇宙不可能是靜態的科學家們並沒有提出宇宙正在膨脹，而是試圖修正他們的理論。甚至當愛因斯坦在1915年發表他的廣義相對論時，他還相當確定宇宙是靜止的。所以他不得不在他的方程中引入壹個所謂的宇宙常數來修正它。他引入了壹種“反引力”，這種引力是被動的，是時空結構所固有的。他聲稱時空的內部膨脹趨勢正好可以平衡宇宙中各種物質的相互吸引，從而產生壹個靜止的宇宙。這個理論後來被愛因斯坦稱為“人生最不可原諒的錯誤”。
人們通常認為是德國哲學家奧爾勃斯首先攻擊了無限靜止的宇宙。1823中，他提出了著名的“奧爾勃斯悖論”。他指出，如果宇宙是無限靜止和均勻的，那麽觀察者的每壹條視線的盡頭必定會終結在壹顆恒星上。那麽我們就很容易想象，即使在晚上，整個天空也會像太陽壹樣明亮。有人反駁說，遙遠恒星的光被它所經過的物質吸收而減弱。事實上，這個看似合理的反駁是站不住腳的，因為吸收光的物質最終會被加熱，直到發出和恒星壹樣強烈的光。在無限靜止的宇宙中，只有壹種情況可以阻止夜空像白天壹樣明亮，那就是星星在很久以前就沒有開始無限發光。在這種情況下，光穿過的物質還沒有被加熱，或者說遙遠的恒星光還沒有到達地球。那麽我們又面臨另壹個問題:是什麽讓星星第壹次發光？這就是人類探索了無數個世紀的問題——宇宙的起源。
1781年，哲學家伊曼紐爾·康德在他的標誌性著作《純粹理性批判》中深刻分析了宇宙在時間上是否有開端，在空間上是否有限度的問題，他稱之為純粹二律背反(即矛盾)。他主張，如果宇宙沒有開端，那麽在任何事件發生之前，必定有無限的時間，這是荒謬的；而如果宇宙有開端，那麽宇宙開端之前是什麽時間呢？康德認為雙方都有令人信服的論據。其實他的論證是基於壹個隱含的假設，即無論宇宙是否無限存在，時間都可以無限倒流。但是馬上要講的大爆炸理論會讓我們明白，宇宙開始之前的時間概念是沒有意義的。
(5)宇宙在膨脹。
20世紀的天文學家利用恒星的光譜來研究它們。由於每種元素都有自己特定的吸收線，科學家可以從它們的光譜中分析恒星的組成元素和溫度。在研究這些光譜時，科學家發現了壹個奇怪的現象:光譜的所有線族都向光譜的紅端移動了相同的量。這是什麽意思？
我們都有以下經歷:汽車鳴笛向我們駛來時，笛聲響亮刺耳；車開遠了音調就變低了，這是因為聲音的頻率忽高忽低造成的。這個描述速度和頻率關系的多普勒效應不難理解。光是電磁波，低頻在光譜的紅端，高頻在藍端。光譜向藍端移動，說明我們接收到的恒星的光波頻率變高，意味著恒星正向我們走來；如果光譜紅移，說明這顆恒星離我們很遠。
這裏不得不提壹個偉人——埃德溫·哈勃。1924年，他通過觀測證明了我們的星系不是唯壹的，他還計算了星系之間的距離。
經過大量的觀察，他對這些星系的光譜進行了分類和統計。人們期望找到和紅移壹樣多的藍移光譜，然而，哈勃的發現讓所有人都虧了眼——幾乎所有的星系光譜都是紅移的，而且紅移的量是很有規律的，和星系與我們距離的平方成正比。換句話說，星系離開我們的速度與離我們的距離成正比。星系離我們越遠，離我們越快。
人們驚訝地發現，宇宙正在膨脹！
星系遠離地球的速度是如此完美，以至於地球似乎又成了宇宙的中心。我們要回到亞裏士多德的理論嗎？其實並不是。首先我們可以得出，物質的密度與距離的尺度無關，天體在大尺度上的分布是非常均勻的，這壹點越來越被天文觀測所證明。其次，通過伽利略變換(不同坐標系之間的運動變換)，我們不難得出結論:在宇宙中的任意壹點，其他恒星都離該點很遠，其遠去的速度與距離的平方成正比。這就像壹個膨脹的氣球。球上任意兩點都在互相遠離，兩點之間的距離越大，互相遠離的速度越快，但都不能算是膨脹的中心，其實膨脹是很均勻的。所以我們得出結論“宇宙中沒有特別的地方。每個觀察者看到的都是同樣的現象。”這被稱為哥白尼原理。
(6)宇宙的三個模型
宇宙的膨脹是20世紀最偉大的發現之壹。這壹發現在不到半個世紀的時間裏，給人類幾千年的世界觀帶來了翻天覆地的變化。這些變化的新意，幾乎讓人傻眼。以我們現在的知識，去觀察宇宙膨脹前的宇宙學，會發現它們之間的反差和靜態宇宙學與地心說的反差壹樣強烈。人們驚訝地發現，這個看似熟悉的宇宙，其實還是陌生的。
宇宙會如何膨脹？擴張的結果會是什麽？
1922年，當愛因斯坦還在試圖尋找引力常數來平衡廣義相對論中宇宙的收縮趨勢時，前蘇聯數學家、物理學家弗裏德曼在廣義相對論的基礎上提出了兩個觀點，即宇宙無論從哪裏觀察，無論從哪個方向觀察，看起來都是壹樣的。他指出，僅從這兩個概念出發，我們就應該預期宇宙不是靜止的。他以此為基礎的宇宙模型與哈勃後來的觀察完全壹致。
弗裏德曼模型有兩種解決方案。壹種解決方案是，當宇宙膨脹得足夠快時，引力只是使膨脹變慢，而無法阻止，宇宙將永遠膨脹下去；另壹種解決方案是，宇宙膨脹的速度足夠慢，以至於引力最終停止了膨脹，宇宙就會收縮，在星際引力的作用下受到擠壓。也可以認為有第三種方案，即宇宙的膨脹速度剛好快到可以避免坍縮。它與第二個解的不同之處在於，第三個解的宇宙是平的，而第二個解的宇宙是彎曲的，像壹個拱門。第三種解法實際上是第二種解法的特例。這兩個解的宇宙和模型是無限的。
在第壹種解中，我們看到了奇點——宇宙在空間中不是無限的，沒有邊界。在這裏，我沒有寫錯。這個宇宙的情況可以用我們的地球來理解。地球表面沒有邊界，只是體積有限，除了地球表面是二維的，宇宙空間是三維的。第壹個宇宙模型的引力如此之強，以至於空間被彎回了自身。
這的確是壹個很好的科幻題材，壹個人環遊宇宙壹周後又回到了起點。然而，霍金告訴我們:“這實際上沒有太大意義，因為在壹個人能做出壹個圓之前，宇宙已經坍縮到零尺度。妳必須以比光波更快的速度旅行，才能在宇宙終結前回到妳的起點——而這是不允許的！”
對於時間來說，這種解也是有限的，它有始有終，比如同壹根繩子的兩端，也就是它有壹個邊界。未來我們會看到，當人們把廣義相對論和量子力學結合起來，我們就可以把這根繩子的兩端連接起來，讓時間和空間變得有限和無界。
那麽我們的宇宙符合什麽樣的解呢？這是由我們目前觀測到的宇宙平均質量密度決定的。我們現在觀測到的所有恒星的總質量，還不到阻止膨脹所需的臨界質量的1%。即使考慮到我們無法觀測到的星系間暗物質，總質量也不到阻止膨脹所需密度的十分之壹。這些結果意味著我們的宇宙可能會以目前幾乎臨界的速度永遠膨脹下去。
(7)相對論
鑒於後面幾章涉及的內容，有必要在這裏花壹點時間介紹壹下相對論。
應該說，後來所有不可思議的變化都是從光速不變原理開始的。
首先，人們意識到光速是有限的。1676年，丹麥天文學家奧爾·克裏斯蒂安森·米洛發現，木星的衛星並不是等間隔從木星後面出來的，木星因公轉而離開地球越遠，時間間隔越長。他指出，由於木星離我們越遠，光線從木星發出後到達地球所需的時間就越長。這說明光不是無限快。
近200年後，英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋在1865中提出了著名的麥克斯韋方程。這個描述電磁波的方程成為了真正的光傳播理論。該理論預測電磁波應該以固定的速度運動。但是牛頓力學擺脫了絕對靜止的概念，速度是相對的。那麽選擇哪個參照物來測量光速呢？因此提出真空中存在壹種彈性極好的物質——“以太”，光通過它傳播。1887的“邁克爾遜-莫雷實驗”打破了這個假設。兩人分別在地球自轉的切線方向和垂直方向精確測量了光速。他們預計在切線方向測得的光速會大於法線方向測得的光速，結果是兩種光速完全相同。
之後，瑞士專利局的壹位名叫阿爾伯特·愛因斯坦的員工在他的壹篇論文中指出，如果人們願意拋棄絕對時間的概念，那麽整個以太的概念就是完全多余的。年份是1905，這篇論文就是著名的“狹義相對論”。愛因斯坦指出，當光從光源發出時，任何勻速運動的觀察者都會測到相同的光速。光速不變原理使人們從未懷疑過的絕對時間消失，進而得出運動的尺子變短，運動的時鐘變慢的推論。
其實光速不變的原理在生活中隨處可見，只是人們壹直沒有意識到。
比如壹個人向我們扔石頭，石頭會以最快的速度離開手。如果光速和光源的速度可以疊加的話，石頭射出時的光速應該大於之前，所以我們會先看到石頭射出，再看到投擲動作。這顯然與我們的日常經驗不符。
至於光速為什麽會有這種特性，愛因斯坦思考多年後說:“光很奇怪，但我們不必深究，因為它就是這樣壹種物質。”
然而，狹義相對論和引力理論之間有壹些不壹致之處。引力理論指出，物體之間的吸引力取決於它們之間的質量和距離，這意味著如果我們移動壹個物體，另壹個物體上的引力會立即發生變化，在這種情況下，引力效應將以無限的速度傳遞，而不是狹義相對論所要求的低於光速。
經過多次失敗的嘗試，愛因斯坦終於提出了革命性的“廣義相對論”。
廣義相對論指出，引力不同於其他力，“它是由於物質質量的存在而導致的時空扭曲。”比如在廣義相對論看來，我們的地球並不是因為引力而沿著橢圓軌道運動，而是沿著壹條在彎曲空間中最接近直線的叫做測地線的軌跡運動。當我們在地面上走直線的時候，實際上是在地球的球體表面走壹條弧線，弧線的平面經過地球的球體中心。這個弧叫做測地線。這是最接近地球表面直線的軌跡。這條軌跡是地球在不均勻的時空裏走過的最短距離。由於太陽質量造成的時空曲率，雖然地球在四維空間中是直線運動，但我們在三維空間中似乎是沿著壹個橢圓行進。
這就像壹架飛機飛過壹個山區。雖然它在三維空間中是直線行進的，但它在崎嶇不平的二維地面上的投影卻是沿著曲線軌跡運動的。同樣，光必須遵循測地線，它無法避免被引力場彎曲。我們將在後面關於大爆炸和黑洞奇點的章節中對此有更深入的理解。
(8)宇宙大爆炸
讓我們回到利德曼的宇宙模型。所有利德曼的解都有壹個共同的特點，即大約在150 ~ 200億年前，宇宙中所有的星系都聚集在壹點，這就是所謂的“大爆炸”。宇宙在這壹刻的密度和時空曲率都是無窮大。換句話說，利德曼的宇宙模型所基於的廣義相對論預測了宇宙中存在大爆炸奇點，所有科學定律都失效了——因為不可能用數學方法處理無窮大的數。如果大爆炸前有事件，對大爆炸後的事件不會有任何影響，也沒有科學的遠見根據大爆炸前的事件來判斷大爆炸後的情況。也就是說，大爆炸形成宇宙之前的時間是沒有意義的，或者說大爆炸之前的事件不可能產生後果，所以它們不構成我們現在宇宙模型的壹部分。
這個結論壹開始很難被大多數人接受。宇宙和時間都有壹個起點，不可避免地帶有神幹預的色彩。就像牛頓把最初使恒星運動的“第壹推動力”歸於上帝壹樣，天主教抓住了這個機會，宣布“大爆炸”理論符合聖經。
為了避免宇宙的產生，許多人不斷試圖尋找穩定宇宙的理論，但幾乎每壹種新的解釋都有致命的問題。越來越多的證據表明，必須拋棄“穩態理論”！
如果早期宇宙物質彼此非常接近，那麽早期宇宙應該是極熱的。1965年，美國物理學家羅伯特·迪克和詹姆斯·皮·帕爾斯提出，我們應該還能看到宇宙早期的白熱。那是200億年前，宇宙熾熱的輻射已經行進了很久，就在剛才，它到達了地球。然而，由於宇宙的膨脹，這些光波發生了紅移，只能作為微波輻射被觀測到。與此同時，美國新澤西州貝爾電話實驗室的阿諾德·潘奇亞和羅伯特·威爾遜正在做壹項精密的微波測量實驗。他們收到的噪音比預期的要大得多。他們小心翼翼地排除了可能的幹擾——包括天線上的鳥糞。他們預測，當探測器向天空傾斜時，會受到更多的幹擾，因為光線穿過了更厚的大氣層，噪音應該比探測器垂直指向天空時更強。
然而，我們發現，無論探測器面向哪個方向，額外的噪聲都是相同的。這說明噪音來自大氣之外。兩位科學家無意中證明了利德曼的假設，宇宙是各向同性的，在大尺度上異常均勻，更多的驚喜還在等著他們。他們聽說了Dick和Pi pars關於早期宇宙輻射的工作，馬上意識到他們找到了——2.7K(絕對溫度)宇宙背景輻射！
他們兩個還獲得了1978的諾貝爾獎。
同樣是在1965年，斯蒂芬·霍金後來的合作者，英國物理學家羅傑·彭羅斯證明，在廣義相對論的基礎上，由於自身引力而坍縮的恒星的表面積和體積最終會收縮為零，而此時物質的密度和時空曲率都是無窮大，這就是我們以後要講的另壹個奇點——黑洞。
彭羅斯的結果只涉及恒星，不涉及大爆炸的奇點。正在攻讀博士的霍金讀了彭羅斯的“任何物體在引力作用下坍縮時，最終必然形成奇點”的定理，很快意識到，如果把定理的時間箭頭倒過來，他應該會得出如下結論:“任何類似弗氏的李德曼膨脹模型都必然從奇點開始”。1970年，霍金和彭羅斯最終證明，如果廣義相對論是正確的，那麽在我們膨脹的宇宙中，壹定存在過大爆炸奇點！
他們的工作遭到了相當大的反對。科學家不喜歡奇點和宇宙時間開始的結論。然而，情感畢竟不能超越數學定理。隨著實驗和觀測數據的積累，越來越清楚的是，宇宙在時間上必須有壹個開端。
霍金和彭羅斯的研究表明，廣義相對論只是壹個不完整的偏理論，它不能告訴我們宇宙是如何開始的，宇宙開始之前是什麽樣子的。奇點定理進壹步表明，在非常早期的宇宙中有壹個時刻，宇宙的尺度非常小，以至於人們不得不考慮另壹個偉大的偏理論——量子力學，它描述了小尺度效應。正如霍金自己所說:“現在幾乎所有人都相信宇宙是從大爆炸的奇點開始的，但我改變了想法，試圖說服其他科學家，宇宙的開端並不存在奇點——只要我們考慮量子效應，奇點就會消失！”
(9)黑洞
在用量子力學考慮大爆炸的奇點之前，我們先來看看廣義相對論框架下的另壹個奇點——黑洞。
我們都知道逃跑的速度。恒星產生的引力場越大(與其質量和密度有關)，從其表面逃逸所需的極限速度就越大。如果這個引力場大到以光速運動的物體無法逃離它的束縛，那麽我們將無法觀測到這顆恒星，而只能感受到它的引力效應。。這是200年前黑洞的原始定義。
事實上，光不能被認為和普通物體壹樣，因為普通物體在被扔到地板上的過程中速度逐漸變慢，最終落回地面，而光是勻速前進的。因此，我們必須用廣義相對論的觀點重新解釋黑洞現象，即:
由於強引力場造成的時空扭曲，光被強烈彎曲並返回恒星表面，無法從其表面逃逸。
黑洞是壹個時空區域，它的最外層是光從黑洞能到達的最遠距離。這個邊界被稱為“視界”。它就像壹部單向電影，只允許物質穿過視界，落入黑洞，卻什麽也出不來！
那麽黑洞是如何形成的呢？先說恒星的生命周期。早期宇宙中的星雲物質——極薄的氣體，主要是氫——由於自身的引力收縮成了恒星。由於氣體原子在收縮過程中相互碰撞的頻率和速度不斷增加，氣體溫度上升，最終恒星發光。當溫度高到氫原子碰撞後不離開而聚合成氦時，稱為“熱核聚變”。聚變釋放的巨大能量進壹步增加了恒星氣體的壓力，達到足以平衡恒星內部引力的水平，於是恒星的收縮停止，長時間穩定燃燒。當恒星氫耗盡後，由於核反應的減弱開始冷卻，恒星氣體的壓力不足以抵抗自身引力，導致恒星再次收縮。恒星中的氦融合形成更重的元素，如碳或氧。但這個過程並沒有釋放出太多的能量，恒星繼續縮小。
諾貝爾獎獲得者、印度裔美國科學家錢德拉塞卡在1928中指出，由於泡利不相容原理(同壹軌道上不存在兩個運動狀態相同的粒子)，當恒星進壹步收縮時，物質粒子靠得很近，必須嚴格遵守不相容原理，因此粒子間的發散趨勢平衡了恒星本身的引力，使恒星不再收縮。如果電子之間產生了這種不相容原理導致的排斥力，那麽這顆恒星就會坍縮成壹顆半徑幾千英裏、密度幾百噸每立方英寸的冷星——壹顆“白矮星”。科學家們觀察到了大量的白矮星。另壹種坍縮形式是“中子星”——上面的電子早已被引力拉向質子，所以這顆星全部由中子組成，它依靠中子不相容原理產生的排斥力來對抗自身引力，以維持其“形狀”。它們的半徑只有大約10英裏，密度是每立方英寸幾億噸。中子星也已經被觀測證實。
同時，錢德拉塞卡計算出，當恒星的質量超過太陽的1.5倍時，即使是不相容原理也無法阻止恒星繼續坍縮，恒星會無休止地收縮，直到體積為零！這時候物質密度和時空曲率就會無限大。所有的科學定律在這裏都會失效。這就是我們前面提到的“黑洞奇點”。
事實上，有壹種情況是，當超過強德拉塞卡極限的恒星耗盡燃料時，它們可能會在壹場名為“超新星爆發”的巨大爆炸中拋出大量物質，從而將自身降低到極限質量以下，避免坍縮。但這不可能總是發生。即使是這樣，如果白矮星或中子星增加額外的物質會發生什麽？
科學家們震驚了。他們無法相信這種理論，並對其懷有敵意。他們都寫過文章證明恒星的體積不會縮小到零，包括愛因斯坦。
然而，斯蒂芬·霍金和羅傑·彭羅斯在1965和1970的研究指出，如果廣義相對論是正確的，那麽黑洞中壹定存在無限密度和時空曲率的奇異性。類似於宇宙大爆炸，這個奇點就是所有事件的終結，科學規律的可預測性將失效。
我們用廣義相對論來描述和理解黑洞。當恒星坍縮時，恒星發出的光波發生強烈的紅移。當壹顆恒星收縮到臨界半徑時，它的引力場是如此之強，以至於光波被散射成無限長的時間間隔。黑洞外的觀測者會看到這顆恒星發出的光越來越紅，越來越暗，最後這顆恒星再也看不到了。這是壹個名副其實的黑“洞”！