第13章 黑洞(1)[第3页/共5页]

现在，我们从奥本海默的事情中获得一幅如许的图象：恒星的引力场窜改了光芒在时空中的途径，使之和如果没有恒星环境下的途径不一样。光锥是表示闪光从其顶端收回后在时空中传播的途径。光锥在恒星大要四周略微向内弯折。在日蚀时察看从悠远恒星收回的光芒，能够看到这类偏折征象。跟着恒星收缩，其大要的引力场变得更强大，而光锥向内偏折得更多。这使得光芒从恒星逃逸变得更加困难，对于远处的察看者而言，光芒变得更暗淡更红。最后，当恒星收缩到某一临界半径时，大要上的引力场变得如此之强，使得光锥向内偏折得这么短长，乃至于光芒再也逃逸不出去 。按拍照对论，没有东西能行进得比光还快。如许，如果光都逃逸不出来，其他东西更不成能：统统东西都会被引力场拉归去。如许，存在一个事件的调集或时空地区，光或任何东西都不成能从该地区逃逸而达到远处的察看者。现在我们将这地区称作黑洞，将其鸿沟称作事件视界，而它和刚好不能从黑洞逃逸的光芒的那些途径相重合。

实际上，它们好久今后才被探测到。

黑洞这一术语是不久之前才呈现的。1969年美国科学家约翰・惠勒，为了形象地描述起码可回溯到200年前的一个看法时，诬捏了这个名词。当时候，共有两种光实际：一种是牛顿同意的光的微粒说；另一种是光由波构成的颠簸说。我们现在晓得，这二者在实际上都是精确的。因为量子力学的波粒二象性，光既能够为是波，也能够为是粒子。在光的颠簸说中，不清楚光对引力如何呼应。但是如果光是由粒子构成的，人们能够预感，它们正如同炮弹、火箭和行星一样受引力的影响。人们起先觉得，光粒子无穷快地活动，以是引力不成能使之迟缓下来，但是罗默关于光以有限速率行进的发明意味着，引力对之可有首要效应。

为了了解黑洞是如何构成的，我们起首需求了解恒星的生命周期。开初，大量的气体（绝大部分为氢）受本身的引力吸引，而开端向本身坍缩而构成恒星。当它收缩时，气体原子越来越频繁地以越来越大的速率相互碰撞――气体的温度上升。最后，气体变得如此之热，乃至于当氢原子碰撞时，它们不再弹开而是聚合构成氦。如同一个受控氢弹爆炸，反应中开释出来的热使得恒星发光。这附加的热又负气体的压力降低，直到它足以均衡引力的吸引，这时气体停止收缩。这有一点像气球――内部气压试图负气球收缩，橡皮的张力试图负气球收缩，它们之间存在一个均衡。从核反应收回的热和引力吸引的均衡，使恒星在很长时候内保持这类均衡。但是，恒星终究会耗尽它的氢和其他核燃料。貌似大谬，实在不然的是，恒星初始的燃料越多，它则被越快燃尽。这是因为恒星的质量越大，它就必须越热才足以抵当引力。而它越热，它的燃料就被耗得越快。我们的太阳大抵充足再燃烧50多亿年，但是质量更大的恒星能够在1亿年这么短的时候内哄尽其燃料，这个时候标准比宇宙的春秋短很多了。当恒星耗尽了燃料，它开端变冷并收缩。随后产生的环境只要比及20世纪20年代末才初次被人们了解。