中子星假想实验——黑洞的形成

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中子星也存在这平衡问题。我们来做一个假想实验。
蟹状星云脉冲星也许是由一个太阳质量的中子物质所组成的。假定在一次宇宙空间实验中，我们把中子物质移到这颗脉冲星实验对象的表明上，使它的质量增长。那么这颗星的半径又会随着质量的增加而缩小，这种现象就是由于引力太大超过压力（脉冲星自身内部的向外的压力）的反映。当这个天体的质量增长到大约有太阳的两倍时，这颗假想的脉冲星就会发生迅猛塌缩，迅猛到这个塌缩所需的时间远远小于一秒钟。是不是还有可能阻止塌缩的发生呢？这种塌缩发生后原来的物质会不会转化成一种新型物质，其压力又足以对抗引力来维持平衡，正像白矮星物质转化为中子物质而建立新的平衡那样呢？当今的物理学家认为再也没有什么办法能拯救中子物质免于塌缩。引力越变越强，要不了多久维持自身形态的压力便再也起不了什么作用，这一天体将永久地塌缩了。塌缩体附近的引力十分强大，阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论对自然界的这种特性有所说明。例如，相对论认为引力影响光线的传播。太阳对于擦过日边传到地球的星光的作用就像一个透镜。太阳背后的星场看起来稍微放大了一些，不过这种效应非常微小，十分接近我们测量精度的极限，实际上只有在日全食时太阳圆面被月亮所遮，星星出现在白昼天空的情况下才能观测出来，就在这种自然奇景展现的短短几分钟内，人们能够测出光线穿越太阳附近所发生的弯曲，所得的结果是光线的弯曲果真符合相对论的预言。

当我们这颗中子星的物质顶不住强大引力而发生塌缩时，引力使光线偏转的现象就显得尤为突出。设想一下，如果我们能够跟踪事态的发展，将会看到什么。起初中子星还处在平衡状态，由于那强大的引力场，它表面附近的光线弯曲现象就已经可以察觉。由表面斜向上方发出的一条光线的前端显然发生了弯曲，而到了离开强引力区足够远处以后，就沿着直线继续奔向宇宙远方。
中子星的质量一点一点的增加，内部（支撑的）压力已无济于事，塌缩过程开始，引力越来越强。不久，光线弯曲的程度变得越发强烈，一条沿切线发现离开它表面的光线要绕它转上好几圈才能逃奔远方。光线越来越难以和引力较量，当这个塌缩的天体（假定它的质量已达太阳的3倍）小到半径为8.85公里时，就再也没有什么能够离开它的表面往外逃脱了。发出来的每一条光线都被引力牵引得产生巨大的弯曲，直至转回这个天体为止。这种天体发出的光量子都落了回来，就像地球上人们往上抛石子一样。没有任何光线能把这颗中子星悲惨境遇的信息传递到外界去。这种天体称之为黑洞。