第14章 黑洞(2)[第1页/共2页]

因为任何活动中的能量都会被引力波的辐射带走，以是能够预感，一个大质量物体的体系终究会趋势于一种稳定的状况。（这和扔一块软木到水中的环境相称近似：起先翻上翻下折腾了好一阵，但是跟着波纹将其能量带走，它终究安静下来。）比方，环绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量丧失的效应就要窜改地球的轨道，使之逐步越来越靠近太阳，最后撞到太阳上，归于一种稳定的状况。

就像光一样，引力波带走了发射它们的物体的能量。

1963年，新西兰人罗伊・克尔找到了广义相对论方程的描述扭转黑洞的一族解。这些“克尔”黑洞以恒常速率扭转，其大小与形状只依靠于它们的质量和扭转的速率。

如果扭转为零，黑洞就是完美的球形，这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果扭转不为零，黑洞在赤道四周就会鼓出去（正如地球或太阳因为扭转而鼓出去一样），而扭转得越快则鼓得越短长。由此人们猜想，如将伊斯雷尔的成果推行到包含扭转物体的景象，则任何扭转物体坍缩构成黑洞后，将最后闭幕于由克尔解描述的一个稳态。

但是，对于伊斯雷尔的成果，一些人，特别是罗杰・彭罗斯和约翰・惠勒倡导一种分歧的解释。他们论证道，牵涉恒星坍缩的快速活动表白，其开释出来的引力波使之越来越靠近于球形，到它闭幕于静态的时候，就变成精确的球形。遵循这类观点，任何非扭转恒星，不管其形状和内部布局如何庞大，在引力坍缩以后都将闭幕于一个完美的球形黑洞，其大小只依靠于它的质量。这类观点获得进一步计算的支撑，并且很快就被大师接管。

广义相对论预言，活动的重物会导致引力波的辐射，那是以光的速率行进的空间曲率的波纹。引力波和电磁场的波纹光波附近似，但是要探测到它则困难很多。引力波引发邻近自在落体之间间隔的非常藐小的窜改，由此能够察看到它。在美国、欧洲和日本正在制作一些检测器，将把十万亿亿（1前面跟21个0）分之一的位移，或者把在10英里间隔中的比一个原子核还小的位移测量下来。

1970年，我在剑桥的一名同事和研讨生同窗布兰登・卡特为证明此猜想跨出了第一步。他指出，假定一个稳态的扭转黑洞，正如一个自旋的陀螺那样，有一个对称轴，则它的大小和形状，只由它的质量和扭转速率决定。然后我在1971年证了然，任何稳态的扭转黑洞确切有如许的一个对称轴。最后在1973年，在伦敦国王学院任教的大卫・罗宾逊操纵卡特和我的成果证了然这猜想是对的：如许的黑洞确切必须是克尔解。如许，在引力坍缩以后，一个黑洞必须终究演变成一种能够扭转，但是不能搏动的态。别的，它的大小和形状，只决定于它的质量和扭转速率，而与坍缩构成黑洞的本来物体的性子无关。此成果因以下一句格言而众所周知：“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有庞大的实际首要性，因为它极大地限定了黑洞的能够范例。是以，人们能够制造能够包含黑洞的工具的详细模型，再将此模型的预言和观察比拟较。因为在黑洞构成以后，我们所能测量的只是有关坍缩物体的质量和扭转速率，以是“无毛”定理还意味着，有关这物体的非常大量的信息，在黑洞构成时丧失了。下一章我们将会了解这个意义。