首页 > 时间简史 > 第13章 黑洞(1)

我的书架

现在,我们从奥本海默的事情中获得一幅如许的图象:恒星的引力场窜改了光芒在时空中的途径,使之和如果没有恒星环境下的途径不一样。光锥是表示闪光从其顶端收回后在时空中传播的途径。光锥在恒星大要四周略微向内弯折。在日蚀时察看从悠远恒星收回的光芒,能够看到这类偏折征象。跟着恒星收缩,其大要的引力场变得更强大,而光锥向内偏折得更多。这使得光芒从恒星逃逸变得更加困难,对于远处的察看者而言,光芒变得更暗淡更红。最后,当恒星收缩到某一临界半径时,大要上的引力场变得如此之强,使得光锥向内偏折得这么短长,乃至于光芒再也逃逸不出去 。按拍照对论,没有东西能行进得比光还快。如许,如果光都逃逸不出来,其他东西更不成能:统统东西都会被引力场拉归去。如许,存在一个事件的调集或时空地区,光或任何东西都不成能从该地区逃逸而达到远处的察看者。现在我们将这地区称作黑洞,将其鸿沟称作事件视界,而它和刚好不能从黑洞逃逸的光芒的那些途径相重合。

为了了解黑洞是如何构成的,我们起首需求了解恒星的生命周期。开初,大量的气体(绝大部分为氢)受本身的引力吸引,而开端向本身坍缩而构成恒星。当它收缩时,气体原子越来越频繁地以越来越大的速率相互碰撞――气体的温度上升。最后,气体变得如此之热,乃至于当氢原子碰撞时,它们不再弹开而是聚合构成氦。如同一个受控氢弹爆炸,反应中开释出来的热使得恒星发光。这附加的热又负气体的压力降低,直到它足以均衡引力的吸引,这时气体停止收缩。这有一点像气球――内部气压试图负气球收缩,橡皮的张力试图负气球收缩,它们之间存在一个均衡。从核反应收回的热和引力吸引的均衡,使恒星在很长时候内保持这类均衡。但是,恒星终究会耗尽它的氢和其他核燃料。貌似大谬,实在不然的是,恒星初始的燃料越多,它则被越快燃尽。这是因为恒星的质量越大,它就必须越热才足以抵当引力。而它越热,它的燃料就被耗得越快。我们的太阳大抵充足再燃烧50多亿年,但是质量更大的恒星能够在1亿年这么短的时候内哄尽其燃料,这个时候标准比宇宙的春秋短很多了。当恒星耗尽了燃料,它开端变冷并收缩。随后产生的环境只要比及20世纪20年代末才初次被人们了解。

如果你察看一个恒星坍缩并构成黑洞时,为了了解你所看到的环境,牢记在相对论中没有绝对时候。每个观察者都有本身的时候测量。因为恒星的引力场,在恒星上或人的时候将和在远处或人的时候分歧。假定在坍缩星大要有一恐惧的航天员和恒星一起向内坍缩。他遵循本身的表,每一秒钟发一信号到一个环绕着该恒星转动的航天飞船上去。在他的表的某一时候,比方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能够逃逸出去,他的信号再也不能传到航天飞船了。跟着11点趋近,他的火伴从航天飞船上旁观会发明,从该航天员发来的一串信号的时候间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常藐小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒收回的两个信号之间,他们只需等候比1秒钟稍长一点的时候,但是他们必须为11点收回的信号等候无穷长的时候。遵循航天员的腕表,光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星大要收回;从航天飞船上看,那光波被散开到无穷长的时候间隔里。在航天飞船上这一串光波到临的时候间隔变得越来越长,以是从恒星来的光鲜得越来越红、越来越淡,最后,该恒星变得如此之昏黄,乃至于从航天飞船上再也看不见它:所余下的统统只是空间中的一个黑洞。不过,此恒星持续以一样的引力感化到航天飞船上,使飞船持续环绕着构成的黑洞扭转。但是因为以下的题目,上述场景不是完整实际的。一小我分开恒星越远则引力越弱,以是感化在这位恐惧的航天员脚上的引力总比感化到他头上的大。在恒星还未收缩光临界半径而构成事件视界之前,这力的不同就足以将我们的航天员拉成意大利面条那样,乃至将他扯破!

推荐阅读: 曹贼     漫威里的德鲁伊     都市之巅峰战神     影后重生:帝少大人,求放过     从海贼开始的噬魔     无双医婿     仙甲时代     潭镜诡事     布衣神婿     芈月传(壹)     疯批暴君白天冷冰冰,晚上嘤嘤嘤     荒年农宝三岁半,全家都是大反派    
sitemap