第13章 黑洞(1)[第3页/共5页]

这对大质量恒星的终究归宿具有严峻的意义。如果一颗恒星的质量比昌德拉塞卡极限小，它最后会停止收缩，并且变成一种能够的终态即“白矮星”。白矮星的半径为几千英里，密度为每立方英寸几百吨。白矮星是由它物质中电子之间的不相容道理架空力支撑的。我们察看到大量如许的白矮星。环绕着天狼星转动的那颗是最早被发明的白矮星中的一个，天狼星是夜空中最亮的恒星。

另一方面，质量比昌德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时，会呈现一个很大的题目。在某种景象下，它们会爆炸或设法抛出充足的物质，使它们的质量减小到极限之下，以制止灾害性的引力坍缩。但是很难令人信赖，不管恒星有多大，这总会产生。如何晓得它必然丧失重量呢？即便每个恒星都设法落空充足多的质量以制止坍缩，如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上，以使之超越极限，将会产生甚么？它会坍缩到无穷密度吗？爱丁顿为此感到震惊，他回绝信赖昌德拉塞卡的成果。爱丁顿以为，一颗恒星是底子不成能坍缩成一点的。这是大多数科学家的观点：爱因斯坦本身写了一篇论文，宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家，特别是他之前的教员，恒星布局的首要权威――爱丁顿的敌意使昌德拉塞卡放弃了这方面的事情，而转去研讨诸如恒星团活动等其他天文学题目。但是，他之以是获得1983年诺贝尔奖，起码部分启事在于他暮年所做的关于冷恒星的质量极限的事情。

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。

如果你察看一个恒星坍缩并构成黑洞时，为了了解你所看到的环境，牢记在相对论中没有绝对时候。每个观察者都有本身的时候测量。因为恒星的引力场，在恒星上或人的时候将和在远处或人的时候分歧。假定在坍缩星大要有一恐惧的航天员和恒星一起向内坍缩。他遵循本身的表，每一秒钟发一信号到一个环绕着该恒星转动的航天飞船上去。在他的表的某一时候，比方11点钟，恒星刚好收缩到它的临界半径以下，此时引力场强大到没有任何东西能够逃逸出去，他的信号再也不能传到航天飞船了。跟着11点趋近，他的火伴从航天飞船上旁观会发明，从该航天员发来的一串信号的时候间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常藐小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒收回的两个信号之间，他们只需等候比1秒钟稍长一点的时候，但是他们必须为11点收回的信号等候无穷长的时候。遵循航天员的腕表，光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星大要收回；从航天飞船上看，那光波被散开到无穷长的时候间隔里。在航天飞船上这一串光波到临的时候间隔变得越来越长，以是从恒星来的光鲜得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之昏黄，乃至于从航天飞船上再也看不见它：所余下的统统只是空间中的一个黑洞。不过，此恒星持续以一样的引力感化到航天飞船上，使飞船持续环绕着构成的黑洞扭转。但是因为以下的题目，上述场景不是完整实际的。一小我分开恒星越远则引力越弱，以是感化在这位恐惧的航天员脚上的引力总比感化到他头上的大。在恒星还未收缩光临界半径而构成事件视界之前，这力的不同�