第14章 黑洞(2)[第1页/共2页]

事件视界，也就是时空中不成逃逸地区的鸿沟，其行动如同环绕着黑洞的单向膜：物体，比方粗心的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西能够通过事件视界而逃离黑洞。（记着事件视界是诡计逃离黑洞的光在时空中的途径，并且没有任何东西能够比光行进得更快）。人们能够将墨客但丁针对天国入口所说的话恰到好处天时用于事件视界：“从这里出来的人必须丢弃统统但愿。”任何东西或任何人，一旦进入事件视界，就会很快地达到无穷致密的地区和时候的起点。

因为任何活动中的能量都会被引力波的辐射带走，以是能够预感，一个大质量物体的体系终究会趋势于一种稳定的状况。（这和扔一块软木到水中的环境相称近似：起先翻上翻下折腾了好一阵，但是跟着波纹将其能量带走，它终究安静下来。）比方，环绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量丧失的效应就要窜改地球的轨道，使之逐步越来越靠近太阳，最后撞到太阳上，归于一种稳定的状况。

在地球和太阳的景象下，能量丧失率非常小――约莫只能扑灭一个小电热器。这意味着要用约莫1000亿亿亿年地球才会撞到太阳上，没有需求当即为之担忧！地球轨道窜改极其迟缓，底子观察不到。但几年之前，在称为PSR1913+16（PSR表示“脉冲星”，一种特别的发射出射电波法则脉冲的中子星）的体系中观察到这同一效应。

如果扭转为零，黑洞就是完美的球形，这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果扭转不为零，黑洞在赤道四周就会鼓出去（正如地球或太阳因为扭转而鼓出去一样），而扭转得越快则鼓得越短长。由此人们猜想，如将伊斯雷尔的成果推行到包含扭转物体的景象，则任何扭转物体坍缩构成黑洞后，将最后闭幕于由克尔解描述的一个稳态。

1970年，我在剑桥的一名同事和研讨生同窗布兰登・卡特为证明此猜想跨出了第一步。他指出，假定一个稳态的扭转黑洞，正如一个自旋的陀螺那样，有一个对称轴，则它的大小和形状，只由它的质量和扭转速率决定。然后我在1971年证了然，任何稳态的扭转黑洞确切有如许的一个对称轴。最后在1973年，在伦敦国王学院任教的大卫・罗宾逊操纵卡特和我的成果证了然这猜想是对的：如许的黑洞确切必须是克尔解。如许，在引力坍缩以后，一个黑洞必须终究演变成一种能够扭转，但是不能搏动的态。别的，它的大小和形状，只决定于它的质量和扭转速率，而与坍缩构成黑洞的本来物体的性子无关。此成果因以下一句格言而众所周知：“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有庞大的实际首要性，因为它极大地限定了黑洞的能够范例。是以，人们能够制造能够包含黑洞的工具的详细模型，再将此模型的预言和观察比拟较。因为在黑洞构成以后，我们所能测量的只是有关坍缩物体的质量和扭转速率，以是“无毛”定理还意味着，有关这物体的非常大量的信息，在黑洞构成时丧失了。下一章我们将会了解这个意义。

但是，加拿大科学家威纳・伊斯雷尔（他生于柏林，在南非长大，在爱尔兰获得博士学位）在1967年使黑洞研讨产生了完整的窜改。伊斯雷尔指出，按照广义相对论，非扭转的黑洞必须是非常简朴的；它们是完美的球形，其大小只依靠于它们的质量，并且任何两个如许的同质量的黑洞必须划一。究竟上，它们能够用爱因斯坦的特解来描述，这个解是在广义相对论发明后不久的1917年被卡尔・施瓦兹席尔德找到的。开初很多人，此中包含伊斯雷尔本人，以为，既然黑洞必须是完美的球形，一个黑洞只能由一个完美球形物体坍缩构成。是以，任何实际的恒星――向来都不是完美的球形――只会坍缩构成一个裸奇点。