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繁體小說網 - 都市娛樂 - 時間簡史 - 第13章 黑洞(1)
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第13章 黑洞(1)[第1頁/共5頁]

但是,昌德拉塞卡認識到,不相容道理所能供應的架空力有一個極限。相對論把恒星中的粒子的最大速率差限定為光速。這意味著,當恒星變得充足麋集之時,由不相容道理引發的架空力就會比引力的感化小。昌德拉塞卡計算出,一個質量比約莫太陽質量一倍半還大的冷的恒星不能保持本身以抵當本身的引力。(這質量現在稱為昌德拉塞卡極限。)蘇聯科學家列夫・達維多維奇・朗道差未幾同時獲得了近似的發明。

幾年以後,法國科學家拉普拉斯侯爵明顯單獨地提出了和米歇爾近似的看法。非常風趣的是,拉普拉斯隻將此觀點歸入他的《天下體係》一書的第一版和第二版中,而在今後的版本中將其刪去;或許他以為這是一個笨拙的看法。(另有,光的微粒說在19世紀變得不時髦了;彷彿統統都能夠以顛簸實際來解釋,而遵循顛簸實際,不清楚光究竟是否遭到引力的影響。)究竟上,因為光速是牢固的,以是在牛頓引力論中將光近似炮彈那樣措置不很調和。(從空中發射上天的炮彈被引力減速,最後停止上升並折回空中;但是,一個光子必須以穩定的速率持續向上,那麼,牛頓引力如何影響光呢?)直到1915年愛因斯坦提出廣義相對論,才獲得引力如何影響光的調和度論。乃至又過了很長時候,人們才瞭解這個實際對大質量恒星的含義。

他指出,一個質量充足大並充足緻密的恒星會有如此強大的引力場,乃至連光芒都不能逃逸:任何從恒星大要收回的光,在還冇達到遠處前就會被恒星的引力吸引返來。米歇爾表示,能夠存在大量如許的恒星,固然因為從它們那邊收回的光不會達到我們這裡,我們不能看到它們;但是我們仍然能夠感到它們引力的吸引。這恰是我們現在稱為黑洞的物體。它是名副實在的――在空間中的黑的浮泛。

朗道指出,恒星還存在另一種能夠的終態。其極限質量約莫也為太陽質量的一倍或二倍,但是其體積乃至比白矮星還小很多。這些恒星是由中子和質子之間,而不是電子之間的不相容道理架空力支撐的。以是它們叫做中子星。它們的半徑隻要10英裡擺佈,密度為每立方英寸幾億噸。在第一次預言中子星時,冇有任何體例去察看它。

昌德拉塞卡指出,不相容道理不能夠禁止質量大於昌德拉塞卡極限的恒星產生坍縮。但是,按照廣義相對論,如許的恒星會產生甚麼環境呢?1939年一名美國的年青人羅伯特・奧本海默初次處理了這個題目。但是,他所獲得的成果表白,用當時的望遠鏡去檢測不會有任何觀察成果。今後,第二次天下大戰插入,奧本海默本人非常用心腸處置原槍彈研製。戰後,因為大部分科學家被吸引到原子和原子核標準的物理中去,因此大部分人健忘了引力坍縮的題目。但在20世紀60年代,當代技術的利用使得天文觀察範圍和數量大大增加,這重新激起人們對天文學和宇宙學的大標準題目的興趣。奧本海默的事情被一些人重新發明並推行。

羅傑・彭羅斯和我在1965年和1970年之間的研討指出,按照廣義相對論,在黑洞中必定存在密度和時空曲率無窮大的奇點。這和時候開端時的大爆炸相稱近似,隻不過它是一個坍縮物體和航天員的時候起點罷了。在此奇點,科學定律和我們預言將來的才氣都崩潰了。但是,任何留在黑洞以外的察看者,將不會遭到可預感性見效的影響,因為從奇點解纜的,不管是光還是任何其他信號,都不能達到他那兒。這個不凡的究竟導致羅傑・彭羅斯提出了宇宙監督假想,它能夠被意譯為:“上帝仇恨裸奇點。”換言之,由引力坍縮所產生的奇點隻能產生在像黑洞如許的處所,它在那邊被事件視介麵子地遮住而不被外界瞥見。嚴格地講,這就是所謂弱的宇宙監督假想:它使留在黑洞內裡的察看者不致遭到產生在奇點處的可預感性崩潰的影響,但它對那位不幸落到黑洞裡的不幸的航天員倒是愛莫能助。