黑洞不是黑的 霍金BBC里斯讲演

   史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）被尊崇为爱因斯坦后杰出的理论物理学家之一。1963年，年仅21岁的剑桥大学研究生史蒂芬·霍金染上运动神经疾病，被告知只有两年可活。然而他却成为龚维尔和基斯学院的卓越研究员，后来被选为卢卡斯数学和理论物理学教授，牛顿从1663年起曾担任这一教职长达30年。霍金教授现在是剑桥大学理论宇宙学中心的研究所长。他被授予超过12个名誉学位，1989年被授予荣誉勋爵。他还是英国皇家学会会员和美国科学院院士。他为普通读者撰写的畅销书包括《时间简史》《果壳中的宇宙》等。

大卫·舒克曼

   大卫·舒克曼是BBC新闻科学编辑，从2003年起报道科学和环境问题。他报道过美国航天飞机的后一次升空以及大型强子对撞机的发现。他是BBC十点新闻的定期撰稿人，著有三部著作。

节选/黑洞没有毛吗？

有人说，事实有时比小说更不可思议，没有什么比黑洞的情形更体现这点了。黑洞比科幻作家的任何异想天开都更怪异，但它们却是已经被科学证明了的存在。科学界不仅较晚才意识到大质量恒星可在自己的引力作用下往恒星中心坍缩，而且在对坍塌后留下的天体和物质的行为的相关思考也很迟缓。1939年阿尔伯特·爱因斯坦甚至写了一篇论文断言，因为物质只能有限度地被压缩，所以恒星不能在自身引力作用下坍缩。许多科学家都赞同爱因斯坦的这个直觉判断。而在反对者当中，主要的大概要数美国科学家约翰·惠勒了。他在诸多方面都是历史上推动黑洞理论的英雄。他在20世纪50年代和60年代的研究中强调，许多恒星终会坍缩，并指出了这种可能性给理论物理学带来的问题。他还预见到坍缩的恒星转变成的天体，也就是黑洞的许多性质。

DS:“黑洞”这个词字面意思很简单，但是要想象在太空中某处一个真实存在的黑洞则比较困难。试着想象有一个巨大的下水口，水盘旋着流入其中。任何东西一旦滑过这个下水口开始下倾的边缘—对应黑洞当中所谓的“事件视界” —就无法返回。因为黑洞是如此强有力，甚至连光都会被它们吞没，所以我们实际上看不到它们。不过科学家知道它们的确存在，因为黑洞会将靠其太近的恒星撕裂开来，与此同时向太空中发出振荡波。近一项有重大意义的科学成果就是探测到了正是超过十亿年前两个黑洞碰撞产生的所谓的“引力波”。

在一颗正常恒星的几十亿年寿命的大部分时间里，支持恒星对抗自身引力的力量来自于恒星内部的热压力，而热压力产生于将氢转变成氦的核反应过程中。

DS: 美国航空航天局用高压锅来比喻恒星。恒星内部的核聚变的爆炸力产生了向外的压力，将一切都往内拉的恒星自身引力把这压力约束在恒星内部。

然而，恒星终必将耗尽它的核燃料，失去与自身引力对抗的热压力。这时候恒星就会收缩。在某些情形下，它可能变成一颗“白矮星”而支持自身。然而，1930年萨拉玛尼安·钱德拉塞卡证明，白矮星的质量大小是有上限的，其质量是太阳质量的1.4倍。苏联物理学家列夫·朗道对全部由中子构成的恒星计算出类似的质量。

DS: 白矮星和中子星都曾是像太阳那样的恒星，而其内部的核燃料已经燃烧殆尽。由于失去了使之胀大的力量，无法阻止自身引力拉力将其缩小，于是它们就变成了宇宙中的某些致密的天体。不过在恒星的大小排名表上，这些恒星却是相对较小的，这意味着它们的自身引力大小不足以使恒星完全坍缩。因此，史蒂芬·霍金和其他人感兴趣的问题是，的恒星在到达其生命终点时会发生什么？