在每個黑洞的內部發生的收縮可能播下新的膨脹宇宙的種子。
——馬丁·裏斯（Sir Martin Rees）
黑洞可能是通往其他宇宙的孔。根據推測，如果我們跳進一個黑洞，我們會重新出現在宇宙的不同部分和另一個新紀元中……黑洞可能是通往奇境的入口。但是有艾麗絲和白兔嗎？
——卡爾·薩根（Carl Sagan）
廣義相對論像一匹特洛伊木馬。表麵上這個理論很宏偉，隻要幾個簡單的假定就能得到宇宙的一般特點，包括光線彎曲和大爆炸本身，所有這些都已進行測量，精度令人吃驚。如果在早期宇宙中人為插進一個宇宙常數，甚至膨脹問題也能得到解釋。這些解答給我們有關宇宙誕生和死亡的最令人信服的預測。
但是我們發現各種魔鬼和妖精潛伏在木馬的內部，包括黑洞、白洞、蟲洞，甚至意義完全不同的時間機器。這些奇異之物被認為是這樣地奇怪，甚至愛因斯坦本人都認為它們絕不能在自然界中找到。他奮戰了很多年，想排除這些解答。今天，我們知道這些奇異之物不可能被輕易地排除。它們是廣義相對論的一個完整部分。在麵臨大凍結時，它們甚至能提供解救智能生命的途徑。
在這些奇異之物中，大概最奇怪的是平行宇宙的可能性和連接平行宇宙的通道。按照莎士比亞所做的比喻，整個世界是一個舞台，那麼廣義相對論允許有地板門存在的可能。然而，這些地板門不是引導我們進入地下室，而是進入和原來舞台一樣的平行的舞台。想象生活的舞台是由多層舞台構成的，一個舞台在另一個舞台的頭頂。在每個舞台上，演員念著他們的台詞，在舞台上走來走去，以為他們的舞台是唯一的舞台，不知道還有其他舞台存在的可能性。然而，如果有一天一位演員落入地板門，他將發現他掉進了一個全新的舞台，在這個舞台上有新的法律、新的規則和新的劇本。
但是如果存在無限多個宇宙的話，在這些具有不同的物理規律的其他宇宙中，是不是可能存在有生命呢？這是艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）在他的經典科幻小說《上帝》（The Gods Themselves）中提出的問題。他創造了一個核力不同於我們宇宙的平行宇宙。當通常的物理定律被廢除、新的定律被引進時，迷人的新的可能性出現了。
故事開始於2070年，一位名叫費雷德裏克·哈勒姆（Frederick Hallam）的科學家注意到：普通的鎢186奇怪地轉變為神秘的鈈186，它的質子太多，應該是不穩定的。哈勒姆（Hallam）認為這個奇怪的鈈186來自一個平行宇宙，在這個宇宙中核力很強，克服了質子相互間的排斥。因為這個奇怪的鈈186 發出大量電子形式的能量，可以產生驚人的自由能。這就使他有可能製造出著名的哈勒姆電子泵（hallam electron pump），解決地球的能源危機，使他成為一個富人。但這需要付出代價。如果足量的外來鈈186進入我們的宇宙，那麼核力的強度通常會增加。這就意味著從熔合過程中將釋放出更多的能量，太陽將更加明亮並最終爆炸，毀滅整個太陽係！
然而，平行宇宙中的外星人卻有不同的看法，他們的宇宙正在死亡。在他們的宇宙中核力太強，這意味著他們的星球以巨大的速率消耗氫，並將很快死亡。因此他們開始將沒用的鈈186發送到我們的宇宙以交換有價值的鎢186，使他們能製造正電子泵，以拯救他們的正在死亡的宇宙。盡管他們認識到在我們的宇宙中核力的增強將使我們的星球爆炸，但他們毫不在乎。
地球似乎在走向災難。人類熱衷於哈勒姆（Hallam）的自由能，不相信太陽將很快爆炸。另一位科學家對這個難題提出了一個有獨創性的解決方案。他相信一定存在另一個平行宇宙。他成功地改造了一架強大的原子對撞機，在空間產生了一個將我們的宇宙和很多其他宇宙連接的洞。他搜尋這些宇宙，最終發現一個平行宇宙。這個宇宙隻有一個含有無限能量的“宇宙蛋”，其餘是空的，核力也很弱。
通過從這個宇宙蛋吸收能量，他能夠創造一個新的能源泵，並同時減弱我們宇宙的核力，防止太陽爆炸。然而，這也要付出代價，這個新的平行宇宙的核力將增加，引起它爆炸。但是他分析這個爆炸將隻是引起這個宇宙蛋“孵化”，產生一次新的大爆炸。他認識到他實際上成了新膨脹宇宙的助產士。
阿西莫夫（Asimov）的科幻小說是少數幾個實際利用核物理的規律來編造一個貪婪、陰謀和拯救人類的故事。阿西莫夫正確地假定：在我們的宇宙中力強度的改變將會引起災難，如果核力增強，我們宇宙中的星星會變得更亮，然後爆炸。這就引起一個不可避免的問題：平行宇宙的理論與物理定律一致嗎？如果是這樣，要進入一個平行宇宙需要些什麼呢？
要理解這些問題，我們必須首先理解蟲洞、負能，當然還有叫做黑洞的那些神秘物體的性質。
黑洞
1783年，英國天文學家約翰·米歇爾（John Michell）第一個想到：如果一顆星星變得如此之大，以至光線也不能逃離，將會發生什麼。我們知道任何物體有一個“逃逸速度”，即克服它的重力引力的速度。（例如，對於地球來說，逃逸速度是每小時25 000英裏〔40 233 1 6千米〕，為了掙脫地球的重力，任何火箭必須達到這個速度。）
米歇爾（Michell）想：如果一顆星星的質量變得非常大，以至它的逃逸速度等於光速會發生什麼。如果重力是如此巨大，什麼也跑不出去，連光也跑不出去，因此這個物體從外部世界看是黑的。因為它是看不見的，所以要想在空間中找到這樣一個物體從某種意義來說是不可能的。
米歇爾（Michell）的“黑星”問題被遺忘了一個半世紀。但是在 1916年它又重新浮上水麵，一位在德國軍隊服務、在俄羅斯前線作戰的德國物理學家，卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild）發現了愛因斯坦方程大質量星的精確解。愛因斯坦非常吃驚史瓦西（Schwarzschild）能夠在槍林彈雨中找到他的複雜張量方程的解。他同樣吃驚史瓦西的解有奇特的性質。
從遠處看，史瓦西（Schwarzschild）的解代表一個普通星星的重力，並且愛因斯坦很快地利用這個解計算圍繞太陽的重力，校核他早期做的近似計算。為此他終身感謝史瓦西。但是史瓦西的第二篇文章指出：在一個質量非常大的星的外圍有一個虛構的有著奇異特性的“魔球”。這個“魔球”是不可返回的極限點。任何一個經過“魔球”的人將立刻被重力吸到這顆星星中，別人就再也見不到他了。甚至光線掉進這個球也不能逃離。史瓦西沒有認識到：通過愛因斯坦方程，他重新發現了米歇爾（Michell）的黑星。
下一步，他計算了這個“魔球”的半徑（叫做“史瓦西半徑”〔Schwarzschild radius〕）。對於一個像我們太陽這樣大小的物體，魔球大約3千米（大約2英裏）。（對於地球，它的史瓦西半徑大約1厘米。）這意味著如果我們能將太陽壓縮到2英裏，它就會變成黑星，經過這個不能返回的極限點的任何物體都會被它吞食掉。
實際上，魔球的存在不會引起問題，因為不可能將太陽壓縮到2英裏（3千米）的尺寸。還不知道有什麼機製能產生這樣奇異的星。但理論上，它是一個災難。盡管愛因斯坦的廣義相對論可以產生燦爛的結果，如光線繞太陽的彎曲，然而當離魔球距離很近時重力變得無限大，該理論失去了意義。
一位荷蘭物理學家約翰尼斯·德羅斯特（Johannes Droste）指出，該解答比人們能夠想到的還要古怪。根據相對論，當光線跑過這個物體的周圍時它將嚴重地彎曲。事實上，當光線經過距離這顆星星11 5倍史瓦西半徑的地方時，光線將環繞這顆星星以圓形軌道運行。德羅斯特（Droste）指出，當光線環繞這些大質量星星時，按廣義相對論預計的時間扭曲比狹義相對論預計的要大得多。他指出：當你接近這個魔球時，遠處的人會說你的鍾變得越來越慢，當你碰到這個物體時你的鍾完全停止。事實上，外界的人會說，當你到達這個魔球時你的時間凍結了。因為在魔球中時間會停止，因此有些物理學家相信這樣奇異的物體在自然界不會存在。讓事情變得更加有趣的是，數學家赫爾曼·韋爾（Herman Weyl）指出，如果我們研究魔球內部的世界，似乎在它的另一側存在一個另外的宇宙。
所有這一切都是這麼離奇，甚至愛因斯坦也不能相信它。1922年，在巴黎的一次會議上，數學家雅克·阿達馬（Jacques Hadamard）問愛因斯坦：如果“奇異性”是真的，也就是說如果在史瓦西半徑處重力變得無限大會發生什麼事情。愛因斯坦回答道：“對於這個理論來說，它將是一個真正的災難，事先很難說實際上它會不會發生，因為公式不再適用。”愛因斯坦後來將此叫做“阿達馬災難”。但是愛因斯坦認為所有這些關於黑星的辯論是純粹推測的。首先，沒有人看到過這樣奇異的物體，也許它們不存在，也就是說它們是不現實的。此外，如果你掉進一顆黑星，你就會被擠扁壓死。因為人們絕對不可能通過魔球（因為時間停止了），所以絕沒有人能進入這個平行宇宙。
在20世紀20年代，這個問題使物理學家完全困惑。但是在1932年，大爆炸理論之父喬治·勒邁特爾（Georges Lema tre）做出了一個重要的突破。他指出：魔球根本不是奇異的，而是由於選擇了不合適的數學公式引起的幻覺。（如果選擇不同的坐標或變量考察魔球，奇異性就消失了。）
宇宙學家H 1 P 1 羅伯遜（H 1 P 1 Robertson）用這個結果重新考察德羅斯特（Droste）原來的在魔球中時間會停止的結果。他發現，僅當觀察火箭船進入魔球的觀察者從有利的位置進行觀察時時間才停止。從火箭船本身的有利位置觀察，重力隻需要幾分之一秒就會將你吸入魔球。換句話說，空間旅行者會非常不幸，當他通過魔球時他發現自己被立即擠扁壓死，但是對從外界觀察的觀察者來說，這個過程似乎用了幾千年。
這是一個重要的結果。它意味著魔球是可以達到的，不再是一個數學畸形而被排除。人們不得不認真考慮，如果從魔球中穿過會發生什麼。於是物理學家計算穿過魔球的旅行會是什麼樣子。（今天魔球被稱為“事件穹界”〔the event horizon〕。“穹界”指的是可以看到的最遠點。此處指光線能夠傳播的最遠點。事件穹界的半徑叫做史瓦西半徑。）
當你乘火箭船接近黑洞時，你會看到在幾十億年前被黑洞捕捉的光線，回到黑洞開始產生的時候。換句話說，黑洞的生命史將展示在你麵前。當你離得更近時，重力會逐漸將你身體的原子撕裂開，直到你身體的原子的核也被拉成意大利麵條的樣子。穿越事件穹界是一條不歸之路，因為重力是如此強烈，你最終將被吸到黑洞的中心，被擠垮壓碎。一旦到了事件穹界的內部，就再也沒有機會返回。（要想離開事件穹界，除非你比光跑得還要快，但這是不可能的。）
1939年，愛因斯坦寫了一篇文章想排除這種黑洞，他聲稱這些黑洞不能靠自然過程形成。愛因斯坦首先假定，星星是從一個球形範圍內旋轉的塵埃、氣體和碎片開始的，在重力作用下逐漸聚在一起。愛因斯坦然後指出，這些渦旋的粒子集絕不會收縮到它的史瓦西半徑範圍內，因此絕不會成為黑洞。這些渦旋的粒子最多能夠達到11 5倍史瓦西半徑的地方，因此黑洞絕不會形成。（要進入低於 11 5 倍史瓦西半徑，就要比光還要跑得快，這是不可能的。）他寫道：“該研究的基本結果是要清楚地理解為什麼‘史瓦西奇異性’（Schwarzschild singularities）在物理現實中不會存在。”
亞瑟·愛丁頓（Arthur Eddington）也對黑洞持深深的保留意見，一生都在懷疑它們是不是存在。他曾經說：“應該有一個自然定律防止星星出現這種奇怪的方式。”
與此相反，在同一年，J 1 羅伯特·奧本海默（J 1 Robert Oppenheimer）（他後來製造了原子彈）和他的學生哈特蘭·斯奈德（Hartland Snyder）指出：黑洞的確能夠通過其他機製形成。他們不是假定黑洞來自渦旋的粒子在重力下聚集，他們的出發點是一顆老的、大質量的星，用完了它的核燃料，因此在重力作用下內向爆裂。例如，一顆正在死亡的質量為太陽 40 倍的巨星，可能耗盡了核燃料，被重力壓縮到80英裏（128 1 75千米）的史瓦西半徑（Schwarzschild radius）範圍內，最終瓦解形成黑洞。他們認為黑洞不僅是可能的，也許還是星係中幾十億顆正在死亡的巨星的自然終點。（奧本海默在 1939 年提出的這個向內爆裂的思想也許鼓舞了他在幾年之後將內向爆裂的思想用在原子彈上。）
愛因斯坦羅森橋
愛因斯坦認為黑洞太離奇了，不可能在自然界存在。而有人認為在黑洞的中心有蟲洞存在的可能性就更讓他反感。數學家將這些蟲洞稱為“多連通空間”。物理學家稱它們為“蟲洞”，因為它像鑽到地裏的一條蟲，在兩點之間鑽出一條可供選擇的捷徑。有時也將它們叫做“空間入口或通道”。不管將它們叫做什麼，也許有一天它們將成為星際間旅行的最後的途徑。
第一個普及蟲洞理論的人是查爾斯·道奇森（Charles Dodgson），他寫作的筆名是劉易斯·卡羅爾（Lewis Carroll）。在《通過窺鏡》（Through the Looking Glass）一書中，他引進蟲洞作為窺鏡將牛津的鄉村和仙境連接起來。作為一位職業數學家和牛津先生，道奇森（Dodgson）熟悉這些“多連通空間”。根據定義，多連通空間是一個不能縮減到一點的套索。通常，任何回路可以毫不費力地收縮到一點。但是如果我們分析一個油炸圈餅，那麼就不可能將一個套索放在它的表麵，使它環繞油炸圈餅的孔。當我們慢慢收縮套索時，它不可能收縮成一點，最多隻能收縮到孔的周圍。
數學家為這些事實而感到高興，因為他們發現了一個完全不能用來描述空間的物體。但是，在 1935 年，愛因斯坦和他的學生內森·羅森（Nathan Rosen）把蟲洞理論引進物理世界。他們試圖用黑洞解作為基本粒子的模型。愛因斯坦一點也不喜歡在粒子附近重力變得無限大這個從牛頓時代就有的想法。愛因斯坦認為這個“奇異性”應當去掉，因為它沒有意義。
愛因斯坦和羅森（Rosen）有了一個新的想法，通常認為電子是一個小點沒有任何結構，他們用黑洞代表一個電子。用這種方式，廣義相對論可以用統一場論解釋量子世界的秘密。他們從標準黑洞解出發，它像一個長“喉嚨”的大花瓶。然後將喉嚨切掉，把它和另一個翻轉的黑洞解合並在一起。對愛因斯坦來說，這個奇怪的但是光滑的結構在黑洞原點沒有奇異性，其作用像一個電子。
愛因斯坦羅森橋。在黑洞的中心有一個喉嚨，它將空間時間連接到另一個宇宙。穿過不旋轉的黑洞將是毀滅性的，但是旋轉的黑洞有一個環狀的奇異性，這樣就有可能通過愛因斯坦羅森橋穿過這個環。這個“橋”仍然是推測的。
不幸的是，愛因斯坦用黑洞代表電子的想法失敗了。但是今天，宇宙學家推測愛因斯坦羅森橋可以充當兩個宇宙之間的橋梁。我們可以在我們的宇宙中自由地走來走去，直到有一天不巧掉進一個黑洞，我們會突然被吸到這個洞裏，並穿過這個洞出現在另一側（穿過一個白洞）。
對愛因斯坦來說，他的方程的任何解，如果是從實際上似乎合理的出發點得出的，都應當與實際可能的物體相適應。但是，愛因斯坦不擔心有人掉進黑洞裏，進入一個平行的宇宙。黑洞的中心重力變得無限大，任何人不幸地掉進黑洞裏，他們身體的原子會被重力場撕開。（愛因斯坦羅森橋確實會即刻打開，但是又很快關閉，沒有物體能及時通過它到達另一側。）愛因斯坦的態度是，盡管蟲洞可能存在，但生物絕不能通過它，也不能活著講述通過它的經過。
旋轉的黑洞
然而，在 1963 年，這種情景開始改變，一位新西蘭的數學家羅伊·克爾（Roy Kerr）發現了愛因斯坦方程的精確解，能夠最真實地描述正在死亡的星，一個旋轉的黑洞。因為角動量守恒，當一顆星在重力作用下收縮時它轉得更快。（這也是為什麼旋轉的星係看起來像一個不轉動的車輪，為什麼溜冰者當他將手臂抱起來時轉得更快的原因。）一個轉動的星可以收縮成一個中子環，由於向外排斥的強烈的離心力被向內的重力所抵消而保持穩定。這樣一個黑洞的令人吃驚的特點是，如果有人掉進克爾（Kerr）黑洞，他們不會被擠扁壓碎；相反地，他們被吸到中心，然後通過愛因斯坦羅森橋到達平行宇宙。當克爾發現這個解答時，他驚喜地告訴他的同事：“通過這個魔環，轉眼之間你會到達一個半徑和質量都是負的完全不同的宇宙！”
換句話說，艾麗絲（Alice）窺鏡的鏡框像克爾（Kerr）的旋轉環。但是通過克爾環的路是一條不歸之路。當你通過環繞克爾環周圍的事件穹界時，重力不足以將你擠扁壓死，但是它足以阻止你從事件穹界返回。（事實上，克爾的黑洞有兩個事件穹界。有人推測：為了返回，你可能需要第二個克爾環將平形宇宙與我們的宇宙以返回方式連接起來。）在某種意義上，克爾的返回洞可以比做摩天大樓內的一部電梯。電梯代表愛因斯坦羅森橋，它連接不同的樓層，每一樓層是不同的宇宙。事實上，摩天大樓裏有無限個樓層，每一樓層都與別的層不同。但是這部電梯決不向下走，裏麵隻有向上的按鈕。每當你離開一個樓層就不能再返回，因為你已經通過了一個事件穹界。
關於克爾環是不是穩定的，科學家持不同的意見。有些計算得出：當一個人試圖通過這個環時，這個人存在的本身會使黑洞變得不穩定，並且通道會關閉。例如，當一束光線要通過克爾黑洞時它會得到極大的能量，因為當它向中心下落時和發生藍色偏移時它的頻率和能量增加。當它接近穹界時它得到如此之多的能量，從而殺死任何想要通過愛因斯坦羅森橋的人。它也會產生它自己的重力場，幹涉原來的黑洞，並毀壞通道。
換句話說，盡管有些物理學家相信克爾黑洞是所有黑洞中最現實的，的確能夠連接平行宇宙，但是還不清楚進入這個橋是不是安全，通道是不是穩定。
觀察黑洞
因為黑洞的性質太奇怪，一直到20世紀90年代，人們還認為它們的存在是一個科幻。密歇根大學的天文學家道格拉斯·裏克斯通（Douglas Richstone）在1998年評論道：“10年前，如果你在一個星係的中心發現一個你認為是黑洞的物體，業界中有一半的人會認為你是一個小狂人。”自那以後，通過哈勃空間望遠鏡、錢德拉（Chandra）X射線望遠鏡（測量強大恒星和銀河源發出的X射線）和巨型陣列射電望遠鏡（由一係列在新墨西哥的強大的射電望遠鏡組成），天文學家在外層空間鑒別出幾百個黑洞。事實上，很多天文學家相信，天空中的大多數星係（在它們的盤形中心有膨脹）在它們的中心有黑洞。
正如預計的，在天空中發現的所有黑洞旋轉得非常快。哈勃空間望遠鏡對某些黑洞進行了計時，發現它們以每小時100萬英裏（160 1 93萬千米）的速度在旋轉。在最中心，我們看到一個扁平的圓形核，直徑大約1光年。核內有事件穹界和黑洞本身。