从黑洞里能看到什么？

雷鸣

百年前的黑洞精准预测

2019年4月10日北京时间21点，人类历史上首张黑洞照片发布了。

EHT（Event Horizon Telescope，事件视界望远镜，国际合作计划）在全球六地（比利时布鲁塞尔、中国上海、台北、日本东京、美国华盛顿、智利圣地亚哥）同时召开全球新闻发布会，向世界宣布了这项有关超大质量黑洞照片的重大成果。

这是历史上第一次直接拍摄的黑洞照片，然而它的出现在科学上却早有预言。可以说，这是继人类第一次探测到黑洞引力波之后，对爱因斯坦广义相对论的又一次有力验证。

这张照片源自室女座星系团中超大质量星系Messier 87中心的黑洞。该黑洞是太阳质量的65亿倍，距离我们5,500万光年的遥远之地；而图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”，恰是这个阴影告诉我们：爱因斯坦是正确的。这张图像的诸多特征与爱氏广义相对论的预言完全相同，这也充分证明了广义相对论在强引力极端环境下的有效性。

为何爱氏能在一百多年前就精准预言黑洞的存在？这就意味着宇宙必须符合一套严谨的数学模式。换句话而言，在瑰丽浩瀚的宇宙背后，是诸多严谨而精密的规律运作的结果，所以科学家才能够用数学模型描述相应的规律，进而预测。

问题在于：宇宙规律从何而来呢？

生命的诞生是个奇迹

目前最流行的说法是大爆炸而来，那宇宙实际上应该是一片狼藉与混乱才更合情合理，但是事实却完全相反。

宇宙诞生之后曾出现一次会影响物质分布的量子涨落，而量子涨落如何影响则是完全随机的。然而，令人惊叹的是：这场量子涨落，恰好使得宇宙的物质分布刚刚好，宇宙中的天体这才得以形成，若有百万分之一的物质分布比例发生变化，地球将不复存在。

幸运，远不止此！

生命诞生的条件极为苛刻，而人出现的条件更是苛刻到令人难以想像。温度必须“调”到正好，因为人类对温度太敏感了，只能在一个变化幅度很小的温度区间生存，太热太冷都不行。

所以，这就要求地球距离太阳的位置要刚刚好，离太阳再远5%或是再近5%，都会因为过冷或过热而无法诞生生命。

因为人属于恒温生物，36至37摄氏度（后简称为度）是体温的平均正常值，而最适合人类生存的温度范围是21±3度之间。曾有科学家在干燥空气环境中针对人体所能耐受的最高温度做过实验：在71度环境里，人体能坚持一小时，而在104度时则仅能坚持26分钟，超过这个极限人将会因失水虚脱和电解质紊乱而死。另一方面，研究也同样表明人体对低温耐受能力更弱：将人置于5度的水温中时能够忍受一小时，0度时则仅能忍受15分钟，超过这个极限血液将会停止流动，人会死亡。

宇宙非常广阔，但人类需要的这个温度区间对宇宙来说仍然异常苛刻，虽然仅仅银河系就存在大约二千亿颗恒星，和太阳系相似的就高达四分之一。假设恒星周围的行星系统有2%能够像地球一样存在生命，那么仅银河系可能就有十亿颗恒星附近存在生命。假设这些“生命”星球有四分之一已经孕育出了文明，这样算来就有两亿多颗星球存在外星文明。

这么一想好像非常有道理，但是数量多，就意味着一定存在吗？恰恰相反，因为生命诞生的条件实在是过于苛刻了。这要求星球必须位于恒星星系的宜居带上，必须是碳基生命（碳、氢、氧），必须有大气层，必须有大量水的存在。仅仅这些条件，就不知道会滤掉多少行星？要知道“开普勒”太空望远镜耗费四年之久，也才只发现了49颗处于宜居带上的银河系行星。

然而只是具备上述条件仍然不足，生命真的是一个伟大的奇迹！

就拿地球而言，它虽位于合适的位置上仍然不够，还需要有一颗月亮。因为如果月球不存在，地球的自转将不够稳定，自转会改为十小时一圈，那么海啸、火山爆发也成了家常便饭，这样，生命就根本无法生存下去。月亮的存在仿佛成了地球的船锚，它的引力使地球稳定下来，为适合生命诞生的环境提供了必要条件。

但有了月亮还是不够，月亮的大小也必须刚刚好，否则将会导致地球倾斜角过小或过大，而哪怕小一点或者大一点，地球还是不适合生存。事实上地球围绕太阳旋转的倾角恰好是23.44°左右，正是因为这样的倾角，才会使得地球整体的受热相对均匀，使得生存环境脱离恶劣，也使得适合人类生存的范围大大增加，四季也因此得以出现。

不但如此，地球之所以能有暖流、寒流及与之相关的风霜雨雪的变化也与地球倾角密不可分。若没有这个倾角，地球上南北半球的今天周期性出现的寒流、暖流，以及与之相关的雨雪风霜的变化将不再存在。地球将成为一个充满沙漠和冰雪的世界，仅有中纬度地区适合生存，而过于拥挤的环境，也很容易导致人类因为战争和疾病而灭亡。

只是有了月亮还不够，巨大木星的存在为地球阻挡了多少彗星、陨石的袭击，还有地球上的臭氧层、氧气、大气层、光合作用、水资源都是生命诞生所必要的条件。这一连串的布置只要任何一个出现差错，地球上的生命将不复存在。

一切都是上帝奇妙的作为

这一连串的出现难道仅仅是巧合吗？我们不妨大致计算一下人类出现的可能性，即概率，看看这个巧合要多么的惊人才可以：目前已知的恒星数量有七百万亿亿颗，而太阳只是其中之一。换句话说：我们赖以生存的太阳出现的概率仅有七百万亿亿分之一，即1/70000000000000000000000！写成科学计数法的话，约为：1.428571×10^（-23）。

按照目前最新说法，太阳有八大行星来算的话，根据数学概率知识可知，上面的概率还需要再除以8，即地球出现的概率为：1.7857×10^（-24）。

目前，地球上已知生物的种类约为170万种，考虑到人类未知的物种（深海、原始森林……），有人估算地球上的生物种类有三千万种，按这个数字来计算的话，人只是这三千万当中的一分子。所以，上面概率还需要除以三千万，即人类在地球出现的概率为：5.9524×10^（-32）！不只是人类，地球上所有生物出现的概率都是5.9524×10^（-32）！

然而，这种概率计算很粗糙。事实上，地球存在的概率是1/2，即或者存在或者不存在，同时存在地球和月亮的概率是（1/2）^2，而同时存在地球、月亮和太阳的概率是（1/2）^3，以此类推，就可以知道同时存在现有数量的恒星概率为：（1/2）^70000000000000000000000，即（1/2）^（7×10^22），这仅仅是计算恒星存在的概率，再进一步考虑行星级的概率则更小。

对此，霍金的同事和合作者罗杰•彭罗斯（Roger Penrose）进行了更加精准的计算。结果表明，对于偶然事件，造成现有宇宙的可能性只有1除以10的10次方的30次方，即（1/10）^（10^30）。

这个概率到底有多少呢？差不多相当于“投掷1.285^（10^30）个骰子，所有的骰子全部都六点朝上”。

这不是一万或者一亿个骰子，而是百万亿亿亿数量级的骰子同时如此。要知道随着人类对宇宙认知程度的提高，恒星数量还要增加，生物种类还要增加，上述概率只会更小。

在现实中，宇宙远比我们想像的极限还更加复杂精密。星辰如此浩瀚无垠，却又井然有序，一切难道只是偶然吗？这样的偶然根本无法想像！

圣经中说：“我造地，又造人在地上。我亲手铺张诸天；天上万象也是我所命定的。”（以赛亚书45:12）

是的，一切绝非偶然，太多的偶然，只能证明一切皆是必然；而必然的背后恰是这位创造天地至高上帝的奇妙作为！一切的刚刚好，正是因为背后有一位深爱我们、美善上帝的存在！