罗杰・彭罗斯和我在1965年和1970年之间的研讨指出,按照广义相对论,在黑洞中必定存在密度和时空曲率无穷大的奇点。这和时候开端时的大爆炸相称近似,只不过它是一个坍缩物体和航天员的时候起点罢了。在此奇点,科学定律和我们预言将来的才气都崩溃了。但是,任何留在黑洞以外的察看者,将不会遭到可预感性见效的影响,因为从奇点解缆的,不管是光还是任何其他信号,都不能达到他那儿。这个不凡的究竟导致罗杰・彭罗斯提出了宇宙监督假想,它能够被意译为:“上帝仇恨裸奇点。”换言之,由引力坍缩所产生的奇点只能产生在像黑洞如许的处所,它在那边被事件视界面子地遮住而不被外界瞥见。严格地讲,这就是所谓弱的宇宙监督假想:它使留在黑洞内里的察看者不致遭到产生在奇点处的可预感性崩溃的影响,但它对那位不幸落到黑洞里的不幸的航天员倒是爱莫能助。
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!
但是我们信赖,在宇宙中存在大很多的天体,比方星系的中间地区,它们遭遭到引力坍缩而产生黑洞;一名在如许的物体上面的航天员在黑洞构成之前不会被扯开。究竟上,当他达光临界半径时,不会有任何非常的感受,乃至在通过永不回返的那一点时,都没重视到它。但是,跟着这地区持续坍缩,只要在几个钟头以内,感化到他头上和脚上的引力之差会变得如此之大,乃至于再将其扯破。
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。