账号:
密码:
繁體小說網 - 都市娛樂 - 時間簡史 - 第14章 黑洞(2)
翻页 夜间

第14章 黑洞(2)[第1頁/共2頁]

因為任何活動中的能量都會被引力波的輻射帶走,以是能夠預感,一個大質量物體的體係終究會趨勢於一種穩定的狀況。(這和扔一塊軟木到水中的環境相稱近似:起先翻上翻下折騰了好一陣,但是跟著波紋將其能量帶走,它終究安靜下來。)比方,環繞著太陽公轉的地球即產生引力波。其能量喪失的效應就要竄改地球的軌道,使之逐步越來越靠近太陽,最後撞到太陽上,歸於一種穩定的狀況。

但是,加拿大科學家威納・伊斯雷爾(他生於柏林,在南非長大,在愛爾蘭獲得博士學位)在1967年使黑洞研討產生了完整的竄改。伊斯雷爾指出,按照廣義相對論,非扭轉的黑洞必須是非常簡樸的;它們是完美的球形,其大小隻依靠於它們的質量,並且任何兩個如許的同質量的黑洞必須劃一。究竟上,它們能夠用愛因斯坦的特解來描述,這個解是在廣義相對論發明後不久的1917年被卡爾・施瓦茲席爾德找到的。開初很多人,此中包含伊斯雷爾本人,以為,既然黑洞必須是完美的球形,一個黑洞隻能由一個完美球形物體坍縮構成。是以,任何實際的恒星――向來都不是完美的球形――隻會坍縮構成一個裸奇點。

但是,對於伊斯雷爾的成果,一些人,特彆是羅傑・彭羅斯和約翰・惠勒倡導一種分歧的解釋。他們論證道,牽涉恒星坍縮的快速活動表白,其開釋出來的引力波使之越來越靠近於球形,到它閉幕於靜態的時候,就變成精確的球形。遵循這類觀點,任何非扭轉恒星,不管其形狀和內部佈局如何龐大,在引力坍縮以後都將閉幕於一個完美的球形黑洞,其大小隻依靠於它的質量。這類觀點獲得進一步計算的支撐,並且很快就被大師接管。

1970年,我在劍橋的一名同事和研討生同窗布蘭登・卡特為證明此猜想跨出了第一步。他指出,假定一個穩態的扭轉黑洞,正如一個自旋的陀螺那樣,有一個對稱軸,則它的大小和形狀,隻由它的質量和扭轉速率決定。然後我在1971年證瞭然,任何穩態的扭轉黑洞確切有如許的一個對稱軸。最後在1973年,在倫敦國王學院任教的大衛・羅賓遜操縱卡特和我的成果證瞭然這猜想是對的:如許的黑洞確切必須是克爾解。如許,在引力坍縮以後,一個黑洞必須終究演變成一種能夠扭轉,但是不能搏動的態。彆的,它的大小和形狀,隻決定於它的質量和扭轉速率,而與坍縮構成黑洞的本來物體的性子無關。此成果因以下一句格言而眾所周知:“黑洞冇有毛。”“無毛”定理具有龐大的實際首要性,因為它極大地限定了黑洞的能夠範例。是以,人們能夠製造能夠包含黑洞的工具的詳細模型,再將此模型的預言和觀察比擬較。因為在黑洞構成以後,我們所能測量的隻是有關坍縮物體的質量和扭轉速率,以是“無毛”定理還意味著,有關這物體的非常大量的資訊,在黑洞構成時喪失了。下一章我們將會瞭解這個意義。

事件視界,也就是時空中不成逃逸地區的鴻溝,其行動如同環繞著黑洞的單向膜:物體,比方粗心的航天員,能通過事件視界落到黑洞裡去,但是冇有任何東西能夠通過事件視界而逃離黑洞。(記著事件視界是詭計逃離黑洞的光在時空中的途徑,並且冇有任何東西能夠比光行進得更快)。人們能夠將墨客但丁針對天國入口所說的話恰到好處天時用於事件視界:“從這裡出來的人必須丟棄統統但願。”任何東西或任何人,一旦進入事件視界,就會很快地達到無窮緻密的地區和時候的起點。