黑洞有没有毛

【专家解说】：霍金2016年BBC演讲：黑洞到底有没有毛？
2016年1月，斯蒂芬·霍金在英国BBC的年度节目Reith Lectures中发表演讲。

我要讲的主题是黑洞。有句话说：真相比小说更不可思议。就黑洞而言，没有什么能比它更加真实了。黑洞比科幻作家编制出来的任何故事都要奇妙，但它同时又有着坚实的科学基础。大质量恒星在自身重力作用下会发生塌陷，剩下的物质会怎么样呢？科学界对这些事的认识较晚。爱因斯坦在1939年的一篇论文中提出，恒星无法在重力下坍塌，因为物质在超过某个临界点后无法被压缩。很多科学家都认同了爱因斯坦的直觉。主要的异议来自美国科学家 约翰·惠勒 (John Wheeler)，他可谓黑洞领域的英雄。在上世纪50年代和60年代，他强调很多星星最终都会坍缩，并指出了理论物理的很多问题。同时，他还预言了恒星坍缩后形成物质的诸多属性，也就是现在说的黑洞。

一颗恒星生命历程的大部分时间里，长达几十亿年，它都靠自身核反应所产生的热压来抵抗其自身重力，氢在反应中转变成了氦。不过最终，恒星还是会耗尽它的核燃料，然后收缩。有些情况下，它可能会演变为一颗白矮星。苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡 (Subrahmanyan Chandrasekhar) 在1930年提出，白矮星的最大质量约为太阳的1.4倍。苏联物理学家列夫·朗道曾计算出全部由中子构成的星体的最大质量就与此相近。

那数不胜数的星星，那些比白矮星或中子星更重的星星，当耗尽它们的核能量时，最终的命运是什么呢？原子弹之父罗伯特·奥本海默 (Robert Oppenheimer) 研究了这一问题。在1939年的几篇论文中，他与乔治·沃尔科夫 (George Volkoff)、哈特兰·斯奈德 (Hartland Snyder) 一起指出这样的星体无法靠压力来支持。在没有压力的情况下，通常球形均匀体系的恒星将收缩成具有无限密度的一个点，即所谓的奇点。我们关于宇宙的所有理论都建立在时空是光滑而扁平的假设上，它们会在奇点瓦解，在那里时空的曲率是无限的。这标志着其自身时间的终结——这也正是令爱因斯坦非常不爽的事情。