为什么《三体》中说光锥之内就是命运

 原文标题：《三体豆瓣跌破 6 分上热搜！光锥之内就是命运？罗辑被选为面壁者的原因找到了》

上周末，三体迷们经历了漫长的一周，终于等到了第四集 ——《光锥之内》。

这一集里，罗老师化身喜剧人，在被宣布成为第四名面壁者之后的「表演」，堪称经典。

不过，随着罗辑在联合国广场的雕像下被狙后应声倒地，本集结束，小编陷入了深深的沉思：光锥之内，究竟是什么意思？

巧的是，b 站一位 up 主，为我们解释了什么是光锥。

光锥之内就是命运，是什么梗？

「光锥之内就是命运」，是《三体》原著中一句非常有名的话。

如果我们点燃一支蜡烛，光就会以不断膨胀的气泡形式，向四周传播。

而根据相对论，任何有质量的物体，都无法超过光速。

所以，我们永远都无法逃脱这个气泡。

如果我们把目前的状态，想象成二维空间的切片，这时的气泡，就像是一个个不断增大的圆圈。而将这些圆圈堆叠起来，就会形成一个锥形。

这，就是光锥。

作为爱因斯坦相对论中最重要的结构，光锥影响着宇宙中最为根本的因果关系。

假设距离地球很远的宇宙深处，发生了一次超新星爆炸，而其爆炸的光锥在到达地球之前，这个事件不会对我们造出任何影响，而我们也无法了解爆炸的任何信息。

只有当光锥到达地球时，我们才能看到此次爆炸事件。

这便是经典物理学中的「因果律」。

也就是说，当一个事件触发另一个事件，都要受到光速的限制。

那么，时间和空间又有什么区别？

在空间中，我们可以往任意方向移动，不会受到任何束缚。

而在时间中，连续的光锥，会迫使我们只能从过去走向未来，并且永远无法回头。

在相对论中，时间就是光锥的方向。

而空间是和时间垂直的任何其他方向的集合。在没有引力影响的宇宙区域中，它们的结构都是笔直的。

时间和空间会形成对称的直线网格，所有光锥的方向将会全部一致。

当一个苹果受到地球的引力而向下坠落时，其引力不仅影响着物体本身，还影响着物体的光锥方向，因此，在一个大质量行星周围，光锥会呈现弯曲状态。

也就是说，时间也会向行星的中心弯曲。

苹果之所以会坠落，是因为它的未来指向了地球。

质量扭曲了时空的几何形状，使时间和空间变得相对，这就是爱因斯坦的广义相对论。

物体质量越大，所弯曲的时空就越多。如果是一个引力无限大的物体，那么时空的弯曲也将会变得无限大，所有的光锥都会完全朝下。

如果我们在这里点燃一支蜡烛，所有的光锥都会落入这个物体的中心，这便是我们所说的黑洞。

作为宇宙中拥有最大引力的类星体，其时空的曲率将所有物体都推向中心。

如果我们将黑洞想象成二维切片，并在时空中形成一个圆柱体。

它的边界就是事件视界，在视界以外，部分光线可以逃逸；而在视界以内，所有的光都无法逃脱。

在黑洞中，光锥使任何物体的路径向下，时间本身，就是指向黑洞的中心。

要理解黑洞的真正含义，我们要考虑两种不同的视角。

例如一个即将坠入黑洞的宇航员的视角，另一个是在远处观察者的视角。

对于远离黑洞引力的观察者来说，自己周围的时空网格是平坦的，他的时间沿着一条从过去到未来的直线。他看到的黑洞也是静止不动的。

从坠落黑洞的宇航员来讲，随着他越来越接近黑洞视界，时间和空间越来越弯曲。当他到达界面视界时，时间和空间倾斜了 45 度。

这时对于他来说，时间就不是一条从过去到未来的水平线了，而是一条以 45 度角上升的对角线。就像一个光锥的表面。这就解释了为什么物体穿过视界就不可能逃脱了。

当宇航员穿越视界后，与外部相比，时间和空间的概念似乎互换了。时间现在指向下方，而在此之前是穿过空间的方向。

黑洞不再是一个地方，而是过去的一瞬间。

黑洞的中心不再是一个点，而是未来的一个事件，一个无法逃避的命运。视界内所有物质的未来就在这个方向上。

当一个大质量恒星坍塌时，它会发出最后一道闪光。这是最后一个不能扩张的气泡。

但在被恒星弯曲的时空中，从外面看，气泡似乎变成了静止的，于是就形成了一个黑洞。也可以说，它是一个被时空曲率固定住的光锥。

如果把扭曲的时空拉直，时间的方向从左到右流动，我们可以清楚地看到，黑洞的视界形成了光锥，所以穿过视界后就只能向黑洞的中心坠落。

因为那是事件的未来。

如果我们将该图像压缩，我们会得到一个「彭罗斯图」。其中黑洞的外部和内部形成两个不同的区域。

一旦我们越过视界，宇宙的其余部分也就成了我们的过去，我们也就永远无法再回去了。

所以真相是？

在光锥之内就是命运，是宿命，无法改变。

而在光锥之外，我们无法获得任何信息，一无所知。

所以，当罗辑在杨冬墓前与叶文洁有过那次交谈后，他就注定要被选为面壁者，成为全人类的执剑人。

不过，广大网友发现了「华点」—— 这个 up 主，每过几天就会把同样的视频发一遍，现在，他已经把这个视频发得全网都是了，有网友统计至少已有 37 个。

一个视频从夏天发到了冬天。

所以，他为什么会这么做？

网友合理怀疑，他目前被困在一个黑洞视界面内，正在不断向外界求救。

我们看到的这些视频，正是他发出的求救信号。

截至发稿时，这位 up 主仍然在发视频。

让我们祝他好运。

参考资料：

• https://www.bilibili.com/video/BV1ZP4y197mC/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=bbe229c46da2b87de5f774f69cfaf6f8

本文来自微信公众号：新智元 （ID：AI_era），编辑：Aeneas