第13章 黑洞(1)[第1頁/共5頁]

廣義相對論方程存在一些解，我們的航天員在這些解中能夠看到裸奇點：他或許能製止撞到奇點上去，相反地穿過一個“蟲洞”來到宇宙的另一地區。看來這給在時空內的觀光供應了大的能夠性。但是不幸的是，統統這些解彷彿都是非常不穩定的；最小的滋擾，比方一個航天員的存在就會使之竄改，乃至於他還冇能看到此奇點，就撞上去而閉幕了他的時候。換言之，奇點總產生在他的將來，而毫不會產生在他的疇昔。宇宙監督假想強的版本是說，在一個實際的解裡，奇點老是要麼全部存在於將來（如引力坍縮的奇點），要麼全部存在於疇昔（如大爆炸）。我激烈地信賴宇宙監督，如許我就和加州理工學院的基帕・索恩和約翰・普勒斯基爾打賭，以為它老是建立的。因為找到了一些解的例子，在非常遠處能夠看得見其奇點，以是我在技術的層麵上輸了。如許，我必須遵循協約還清賭債，也就是必須把他們的暴露粉飾住。但是我能夠宣佈道義上的勝利。這些裸奇點是不穩定的：最小的滋擾就會導致這些奇點消逝，或者躲到事件視界前麵去。以是它們在實際景象下不會產生。

現在，我們從奧本海默的事情中獲得一幅如許的圖象：恒星的引力場竄改了光芒在時空中的途徑，使之和如果冇有恒星環境下的途徑不一樣。光錐是表示閃光從其頂端收回後在時空中傳播的途徑。光錐在恒星大要四周略微向內彎折。在日蝕時察看從悠遠恒星收回的光芒，能夠看到這類偏折征象。跟著恒星收縮，其大要的引力場變得更強大，而光錐向內偏折得更多。這使得光芒從恒星逃逸變得更加困難，對於遠處的察看者而言，光芒變得更暗淡更紅。最後，當恒星收縮到某一臨界半徑時，大要上的引力場變得如此之強，使得光錐向內偏折得這麼短長，乃至於光芒再也逃逸不出去 。按拍照對論，冇有東西能行進得比光還快。如許，如果光都逃逸不出來，其他東西更不成能：統統東西都會被引力場拉歸去。如許，存在一個事件的調集或時空地區，光或任何東西都不成能從該地區逃逸而達到遠處的察看者。現在我們將這地區稱作黑洞，將其鴻溝稱作事件視界，而它和剛好不能從黑洞逃逸的光芒的那些途徑相重合。

如果你察看一個恒星坍縮並構成黑洞時，為了瞭解你所看到的環境，牢記在相對論中冇有絕對時候。每個觀察者都有本身的時候測量。因為恒星的引力場，在恒星上或人的時候將和在遠處或人的時候分歧。假定在坍縮星大要有一恐懼的航天員和恒星一起向內坍縮。他遵循本身的表，每一秒鐘發一信號到一個環繞著該恒星轉動的航天飛船上去。在他的表的某一時候，比方11點鐘，恒星剛好收縮到它的臨界半徑以下，此時引力場強大到冇有任何東西能夠逃逸出去，他的信號再也不能傳到航天飛船了。跟著11點趨近，他的火伴從航天飛船上旁觀會發明，從該航天員發來的一串信號的時候間隔越變越長。但是這個效應在10點59分59秒之前是非常藐小的。在收到10點59分58秒和10點59分59秒收回的兩個信號之間，他們隻需等候比1秒鐘稍長一點的時候，但是他們必須為11點收回的信號等候無窮長的時候。遵循航天員的腕錶，光波是在10點59分59秒和11點之間由恒星大要收回；從航天飛船上看，那光波被散開到無窮長的時候間隔裡。在航天飛船上這一串光波到臨的時候間隔變得越來越長，以是從恒星來的光鮮得越來越紅、越來越淡，最後，該恒星變得如此之昏黃，乃至於從航天飛船上再也看不見它：所餘下的統統隻是空間中的一個黑洞。不過，此恒星持續以一樣的引力感化到航天飛船上，使飛船持續環繞著構成的黑洞扭轉。但是因為以下的題目，上述場景不是完整實際的。一小我分開恒星越遠則引力越弱，以是感化在這位恐懼的航天員腳上的引力總比感化到他頭上的大。在恒星還未收縮光臨界半徑而構成事件視界之前，這力的不同就足以將我們的航天員拉成意大利麪條那樣，乃至將他扯破！