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第13章 黑洞1（第3页）

怎么知道它一定损失重量呢？即使每个恒星都设法失去足够多的质量以避免坍缩，如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上，以使之超过极限，将会发生什么？它会坍缩到无限密度吗？爱丁顿为此感到震惊，他拒绝相信昌德拉塞卡的结果。

爱丁顿认为，一颗恒星是根本不可能坍缩成一点的。

这是大多数科学家的观点：爱因斯坦自己写了一篇论文，宣布恒星的体积不会收缩为零。

其他科学家，尤其是他以前的老师，恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使昌德拉塞卡放弃了这方面的工作，而转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。

然而，他之所以获得1983年诺贝尔奖，至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。

昌德拉塞卡指出，不相容原理不能够阻止质量大于昌德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。

但是，根据广义相对论，这样的恒星会发生什么情况呢？1939年一位美国的年轻人罗伯特·奥本海默首次解决了这个问题。

然而，他所获得的结果表明，用当时的望远镜去检测不会有任何观测结果。

以后，第二次世界大战插入，奥本海默本人非常专心地从事原子弹研制。

战后，由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，因而大部分人忘记了引力坍缩的问题。

但在20世纪60年代，现代技术的应用使得天文观测范围和数量大大增加，这重新激起人们对天文学和宇宙学的大尺度问题的兴趣。

奥本海默的工作被一些人重新发现并推广。

现在，我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象：恒星的引力场改变了光线在时空中的路径，使之和如果没有恒星情况下的路径不一样。

光锥是表示闪光从其顶端发出后在时空中传播的路径。

光锥在恒星表面附近稍微向内弯折。

在日食时观察从遥远恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。

随着恒星收缩，其表面的引力场变得更强大，而光锥向内偏折得更多。

这使得光线从恒星逃逸变得更为困难，对于远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。

最后，当恒星收缩到某一临界半径时，表面上的引力场变得如此之强，使得光锥向内偏折得这么厉害，以至于光线再也逃逸不出去。

根据相对论，没有东西能行进得比光还快。

这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能：所有东西都会被引力场拉回去。

这样，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。

现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作事件视界，而它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的那些路径相重合。

如果你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时，为了理解你所看到的情况，切记在相对论中没有绝对时间。

每个观测者都有自己的时间测量。

由于恒星的引力场，在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。

假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩。

他按照自己的表，每一秒钟发一信号到一个围绕着该恒星转动的航天飞船上去。

在他的表的某一时刻，譬如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可以逃逸出去，他的信号再也不能传到航天飞船了。

随着11点趋近，他的伙伴从航天飞船上观看会发现，从该航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。

但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。

在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间，他们只需等待比1秒钟稍长一点的时间，然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。