Astronomy 版 (精华区)

　　落到黑洞中去已成为科学幻想中的恐怖一幕。现在黑洞已在事实上被说成是科
学的现实，而非科学的幻想。正如我所要描述的，我们已有很强的理由预言黑洞必
然存在。观测证据强烈地显示，在我们自身的银河系中有些黑洞，而在其他星系中
则更多。

　　当然，科学幻想作家真正做到家的是，他们为你描述如果你真的掉到一颗黑洞
中去将会发生什么。不少人认为，如果黑洞在旋转的话，你便可穿过时空的一个小
洞而到宇宙的另一个区域去。这显然产生了空间旅行的可能性。如果我们要想到别
的恒星，且不说到别的星系去的旅行在未来成为现实，这的确是我们梦寐以求的东
西。否则的话，没有东西可比光旅行得更快的这一事实意味着，到最邻近的恒星的
来回路途至少需要花八年时间。这就是到a---半人马座度周未所需要的时间！另一
方面，如果人们能穿过一颗黑洞，就可在宇宙中任何地方重新出现。怎么选取你的
目的还不很清楚，最初你也许想到处女座度假，而结果却到了蟹状星云。

　　我要非常遗憾地告诉你未来的星系旅行家们，这个场景是行不通的。如果你跳
进一颗黑洞，就会被撕成粉碎。然而，在某种意义上，构成你身体的粒子会继续跑
到另一个宇宙中去。我不清楚，某个黑洞中被压成意大利面条的人，如果得知他的
粒子也许能存活的话，是否对他是很大的安慰。

　　尽管我在这里采用了稍微轻率的语气，这篇讲演却是基于可靠的科室作根据。
我在这里讲的大部分现在已得到在这个领域作研究的其他科学家的赞同，尽管这是
发生在新近的事。然而，这篇讲演的最后部分是根据还没有达成共识的最近的工作
。它引起了巨大的兴趣和激动。

　　虽然我们现在称作黑洞的概念可以回溯到二百多年前，但是摵诙磾这个名字是
晚到1967年才由美国物理学家约翰·惠勒提出来的。这真是一项天才之举：这个名
字本身就保证黑洞进入科学幻想的神秘王国。为原先没有满意名字的某种东西提供
确切的名字也刺激了科学研究。在科学中不可低估好名字的重要性。

　　尽我所知，首先讨论黑洞的是一位名叫约翰·米歇尔的剑桥人，他在1783年写
了一篇有关的论文。他的思想如下：假设你在地球表面上向上点燃一颗炮弹。在它
上升的过程中，其速度由于引力效应而减慢。它最终会停止上升而落回到地球上。
然而，如果它的初速度大于某个临界值，它将永远不会停止上升并落回来，而是继
续向外运动。这个临界速度称为逃逸速度大约为每秒七英里，太阳的逃逸速度大约
为每秒一百英里。这两个速度都比实际炮弹的速度大，但是它们比起光速来就太小
了，光速是每秒186000英里。这表明引力以未免的影响甚微，光可以毫无困难地从
地球或太阳逃逸。可是，米歇尔推论道，也许可能有这样的一颗恒星，它的质量足
够大而尺度足够小，这样它的逃逸速度就比光速还大。因为从该恒星表面发出的光
会被恒星的引力场拉曳回去，所以它不能到达我们这里，因此我们不能看到这颗恒
星。然而，我们可以根据它的引力场作用到附近物体上的效应检测到它的存在。

　　把光当作炮弹处理是不自治的。根据在1897年进行的一项实验，光线总是以恒
常速度旅行。那么引力怎么能把光线减慢呢？直到1915年爱因斯坦提出广义相对论
后，人们才有了引力对光线效应的自治理论。尽管如此，直到本世纪六十年代，人
们才广泛意识到这个理论对老的恒星和其他重质量物体的含义。

　　根据广义相对论，空间和时间一起被认为形成称作时空的四维空间。这个空间
不是平坦的，它被在它当中的物质和能量所畸变或者弯曲。在向我们传来的光线或
者无线电波于太阳附近受到的弯折中可以观测到这种曲率。在光线通过太阳邻近的
情形时，这种弯折就会厉害到这种程度，即从太阳表面发出的光线不能逃逸出来，
它被太阳的引力场拉曳回去。根据相对论，没有东西可以比光旅行得更快，这样就
存在一个任何东西都不能逃逸的区域。这个区域就叫做黑洞。它的边界称为事件视
界。它是由刚好不能从黑洞逃出而只能停留在边缘上徘徊的光线形成的。