第三章 失落的星球 [第四章 虫后] 第115节 诺亚=幕后黑手？
更新时间:2009-8-4 13:31:16 本章字数:3745
迎面向他们走来的。是“驼鸟-终”和一架破旧不堪的机甲。那机甲到底如何个破旧法。李啸东已经找不到合适的形容词来形容它了。机甲通体黑灰色。像是经过好一顿烟熏火燎的样子。外挂装甲有的高高翘起。有的则仅靠一枚螺丝钉连接着主体。在半空中随着机甲走动而来回晃悠着。机甲的发动机不知是以什么为动力源。一路冒着黑烟。让人不由得想起正在农田里奋力开垦的柴油拖拉机。当然。那已经是数十年前的产品了。现在只能在博物馆里才能看到。
整体给人的感觉。这架机甲似乎随时都有可能当机。看着它浑身上下松动不堪的挂件。让人很担心当它迈出下一步的时候。会不会突然散了架。就连身边的“驼鸟-终”也对这架极为另类的机甲表现出奇怪的样子。一路扭着头对这架机甲上下打量着。
然而。众人担心的事情最终没有发生。这架机甲“顽强”地一路走了过来。直到站在了众人的面前。随后就是一阵剧烈地摇摆。头顶升起数个烟圈----引擎熄火了。
一阵嘎吱嘎吱的声响传来。在破旧机甲的驾驶舱表面。有一个用水密舱门改装的窗口被打开了。威尔士从里面探出头来。一脸卖弄地表情。对众人道：
“怎么样。我的机甲改装的不错吧李文逊等人不好说什么。毕竟彼此间的交往还不是很多。不好直言评论。秀子就不同了。平时和威尔士斗嘴惯了的。这会儿见威尔士把一架好端端地机甲改装得比破烂还不堪入目。而且他本人还颇为得意的样子；秀子登时回敬道：
“什么不错啊。简直就是一堆垃圾。亏你还是个机修兵呢。改装出来的机甲这么差劲！”
威尔士叫道：
“你懂什么。我这架机甲往战场上一站。只要我不动。别人根本就注意不到我。还以为是一架已经报废了的机甲呢。这样就可以使我的生存几率大大提高。而且这架机甲由于全身都采用复古式设计。必定会让敌人麻痹大意。这个时候。我就可以反戈一击。打他个措手不及。扮猪吃虎你听说过吗？用在这架机甲身上是最合适不过地了。当然了。我改装的这架机甲最主要功能还是修复。在这方面它倒底有多出色我就不跟你讲了。讲了你也不懂。最后。为了记念这架机甲已经彻底改头换面。我还特意给它取了一个响亮的新名字。以前叫雷鸟。那个鸟不但难听。还容易让人想到男人身上的某种器官。实在难登大雅之堂。于是乎。我灵机一动。将鸟改为人。以后它就叫雷人机甲！怎么样。这名字不错吧！”秀子在听到威尔士把“鸟”分析得如此细致地时候。就红起了脸走到一边去了。李文逊和麦肯、安德烈三人只做全职听众。脸上呵呵笑着不发表任何意见。疯博士这时难得地修整了一下自己的边幅。实际上根本就是在回避威尔士看向自己的询问的目光。最后只剩下李啸东一个人了。威尔士紧追不放。对李啸东道：
“看来他们都对我绝妙的改装而震惊不已。暂时思维出现短路呈现真空状态。根本无法回答我地问题了。中国大哥。以你来看。我这个“雷人”的名字取得怎么样？”
李啸东挑了下眉毛。点头道：
“果然是名符其实。”
威尔士现在正处于兴头上。也没细致分析李啸东话里地意思。大呼小叫地开动雷人机甲。前往停置舱。“驼鸟-终”在经过李啸东身边的时候。显得很兴奋的样子。两只小翅膀不停地扇动着。同时嘴里也在嘎嘎地叫着；好多天不见了。它的模拟感情系统还懂得和熟识的人表达一下重逢的喜悦。李啸东拍了拍它的大腿。让他随威尔士地雷人机甲前往停置舱。“驼鸟-终”又是嘎嘎大叫两声后。乖乖地走了过去。
所有参加这次回返地球计划的人员。以及相关机甲设备都已经到齐。李文逊作为仅有的一名送行人员。同时也是最具身份的送行人员。目送着众人登上飞船。直到飞船起飞。离开地下世界。
飞船是通过一个犹如火山口一样的起飞通道。从采矿区飞上天空的。当飞船彻底飞出地下世界后。起飞通道随即缓缓闭合。再次将地下世界与外面的世界隔绝起来。
两个智能机器人有条不紊地忙碌着。按照早就已经预设好的飞行轨道。驾驶飞船冲出稀薄的大气层。置身茫茫太空之中。
经过半个小时的限速飞行。飞船抵达对折飞行坐标点。疯博士这时再次对坐标点进行了校正。确认无误后。让大家立即闭起双眼；一阵强烈地白光闪过。再次睁开眼后。飞船就已经来到了太阳系边缘。
十五年了。当初从地球逃出来地巨型飞船无意中冲进这个对折空间坐标点。而后飞船又自主启动了对折飞行。把全船数万乘员带到了一个完全未知的星系。自那以后。就再也没有回来。如今通过飞船地星际雷达。看着熟悉的太阳系。疯博士、麦肯和安德烈三人都不禁热泪盈框。曾经在睡梦中无数次幻想的情景。现在终于变成现实了。
李啸东、威尔士和秀子三人也是激动不已。本以为这一辈子都离不开那个地下世界了。没想到。此时太阳系就真真切切地呈现在眼前。真是让人无限感慨。
威尔士无疑是六人中情绪最高昂的。在宽敞的驾驶舱内扭腰摆臀。嘴里哼哼唧唧。也不知在唱些什么。不时灌上一口酒。喷着酒气。一会走到秀子身边。嘿嘿笑道“大嫂你今天好漂亮啊”。挨了秀子一顿粉拳之后。又来到麦肯和安德烈两人近前道“你们两个人整天粘在一起。是不是玻璃啊？”
对于威尔士这种撩闲捣蛋的做法。众人真是又好气又好笑。情绪上却是被他带动了起来。整个驾驶舱内洋溢着欢快的气氛。
与其他几个人地欢快情绪不同。李啸东却是凝着眉头。坐在一边想着心事。他现在脑海里回忆的。都是在氦核一星时与虫族战斗的画面。不知联邦军和虫族在氦核一星上的战斗进展得怎么样了。虫族被消灭了吗？还是联邦军被迫撤出氦核一星了？
由氦核一星的战斗。李啸东很自然地又想到自己曾经与再造战士交手地那一幕。他在当时就有一个疑问。这些再造战士想要杀死自己的想法。是由谁赋予的？他们又是怎么知道我的测试结果地呢？（再造战士队长当时曾说李啸东“不愧是近身格斗高达9。87分的顶级高手”。李啸东知道这种测试结果属于机密文件。一般人是看不到的。他很奇怪这些再造战士怎么会知道。）
关于再造战士的这两个疑问。一直都在困扰着李啸东。暂住在地下世界时。由于以为这一辈子都回不到地球了。李啸东也就暂时把这两个疑问压在了心底。此时。再经过不过三五小时。自己就将再次回返地球。说不定还会与再造战士打交道。在这种情况下。李啸东已经压在心底的两个关于再造战士地疑问自然就浮了上来。
想了一会儿。李啸东没有想到一个让自己满意的答案。毕竟曾经被冰禁了数十年。这期间正是联邦成立地重要时期。对其中的很多制度自己都不了解。
这时。威尔士正好晃荡到了李啸东的身边。李啸东抬头看了他一眼后。心中一动：为什么不问问威尔士。这小子各种大道小道消息都非常灵通。说不定能解开自己的疑团。
想到这。李啸东一把扯住威尔士。问道：
“威尔士。你知不知道我们在军营编制兵种时测试的数据。是由哪个部门来管理？”
威尔士打了个酒嗝。用手比划道：
“没有哪个部门管理那些东西。根本就不经过任何人的手。那些资料由诺亚全权托管。你想啊。诺亚是超级智能系统。最擅长的就是处理乱七八糟地数据了。那些测试数据交给它托管。是最合适不过的了。呃……”
李啸东听到诺亚这两个字。心中凛然一惊。直觉有一场惊天阴谋正在悄然蕴酿。他把已经快要倒下去的威尔士再次扯住问道：
“我再问你。你记不记得那个赫尔辛中校曾经说过。那些再造战士的大脑内植有一枚蕊片。由诺亚负责监控？”
威尔士无力地点点头。道：
“记得。当然记得。他当时就是这么说的。我记得清清楚楚。这种工作交给诺亚来做。小菜一碟啦。”
李啸东听到这里。茫然松开了手。威尔士扑嗵一声倒在地上。随后就呼呼大睡起来。
难道这一切都是诺亚在幕后操纵？
李啸东简直不敢相信自己的这个想法。
诺亚作为联邦的超级智能中枢处理系统。管理着联邦百分之七十以上的自控装置。小到实验室的安全门。大到巨型战舰上的自控舰炮；人类目前对于诺亚地依赖程度就像婴儿对母亲一般。不敢想象一旦它发生叛变。将对整个人类带来怎样地一场灾难。
但是。除了诺亚。又有谁不仅能轻易得到联邦军方士兵的详细数据。同时还操纵着再造战士呢？第一次听到赫尔辛中校说出再造战士由诺亚负责监控时。李啸东当时还以为诺亚只是负责收录再造战士地异常数据。此时经过细致分析后。李啸东终于明白。诺亚根本就是在直接操纵再造战士！
只有这个分析结果。才能解开自己心中长久以来的关于再造战士的疑团。
正文 非极度无聊者莫入
更新时间:2009-7-21 13:10:02 本章字数:11829
黑洞广义相对论预言的一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩，其物质特别致密，它有一个称为“视界”的封闭边界，黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子在内的任何物质只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量，当然，这是最后的星核质量，而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞，也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期，而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。（参考：《宇宙新视野》）
黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说，但黑洞还是有它的边界，即＂事件视界（视界）＂．据猜测，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍缩时产生的。另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的，质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的。（有关参考：《时间简史》——霍金（英国）著）
■物理学观点的解释黑洞其实也是个星球,只不过它的密度极大,靠近它的物体都被它的引力所约束(就好像人在地球上没有飞走一样)。对于地球来说，以第二宇宙速度来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。一些科学家认为光的速度比黑洞慢，所以被吸进去，当速度比黑洞快时就可以穿过黑洞边缘。当然光速已经是极限速度了。
[编辑本段]【黑洞动力学】
为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界，我们需要讨论广义相对论。
■广义相对论相关
广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说，适用于行星、恒星，也适用于“黑洞”。爱因斯坦在1916年提出来的这一学说，说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生畸变。简言之，广义相对论说物质弯曲了空间，而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体的运动。
再让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先，考虑时间（空间的三维是长、宽、高）是现实世界中的第四维（虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向，但我们可以尽力去想象）。其次，考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。
爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明这一情景：石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些，虽然弹簧床面基本上仍旧是平整的，但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块，则将产生更大的效果，使床面下沉得更多。事实上，石头越多，弹簧床面弯曲得越厉害。
同样的道理，宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如10块石头比1块石头使弹簧床面弯曲得更厉害一样，质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体使空间弯曲得厉害地多。
如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动，它将沿直线前进。反之，如果它经过一个下凹的地方，则它的路径呈弧形。同理，天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前进，而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。
现在再来看看黑洞对于其周围地时空地影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常大地石头代表密度极大地黑洞。自然。石头将大大地影响床面。不仅会使其表面弯曲下陷。还可能使床面发生断裂。类似地情形同样可以宇宙出现。若宇宙中存在黑洞。则该处地宇宙结构将被撕裂。这种时空结构地破裂叫做时空地奇异性或奇点。
现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面地网球。会掉进大石头形成地深洞一样。一个经过黑洞地物体也会被其引力陷阱所捕获。而且。若要挽救运气不佳地物体需要无穷大地能量。
我们已经说过。没有任何能进入黑洞而再逃离它地东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释放其能量。著名地英国物理学家霍金在1974年证明黑洞有一个不为零地温度。有一个比其周围环境要高一些地温度。依照物理学原理。一切比其周围温度高地物体都要释放出热量。同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量。黑洞释放能量称为：“霍金辐射”。黑洞散尽所有能量就会消失。
处于时间与空间之间地黑洞。使时间放慢脚步。使空间变得有弹性。同时吞进所有经过它地一切。1969年。美国物理学家约翰·阿提·惠勒将这种贪得无厌地空间命名为“黑洞”。
我们都知道因为黑洞不能反射光。所以看不见。在我们地脑海中黑洞可能是遥远而又漆黑地。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家地观测。黑洞周围存在辐射。而且很可能来自于黑洞。也就是说。黑洞可能并没有想象中那样黑。霍金指出黑洞地放射性物质来源是一种实粒子。这些粒子在太空中成对产生。不遵从通常地物理定律。而且这些粒子发生碰撞后。有地就会消失在茫茫太空中。一般说来。可能直到这些粒子消失时。我们都未曾有机会看到它们。
霍金还指出。黑洞产生地同时。实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑洞中。另一个则会逃逸。一束逃逸地实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言。看到逃逸地实粒子就感觉是看到来自黑洞中地射线一样。
等恒星的半径小于一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指任何物质一旦掉进去，就再不能逃出，包括光。实际上黑洞真正是“隐形”的．(其实黑洞也不是隐形，因为“隐形"是指光可以通过该物体。而光不能通过黑洞。）
[编辑本段]【黑洞的特殊】
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背！
“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
[编辑本段]【黑洞的划分】
■划分一
按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。
暗能量黑洞
暗能量黑洞主要由高速旋转的巨大的暗能量组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量以接近光速的速度旋转，其内部产生巨大的负压以吞噬物体，从而形成黑洞，详情请看“宇宙黑洞论”。暗能量黑洞是星系形成的基础，也是星团、星系团形成的基础。
物理黑洞
物理黑洞由一颗或多颗天体坍缩形成，具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或大于一个星系的质量时，我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。它的比起暗能量黑洞来说体积非常小，它甚至可以缩小到一个奇点。
■划分二
1972年，美国普林斯顿大学青年研究生贝肯斯坦提出黑洞"无毛定理"：星体坍缩成黑洞后，只剩下质量，角动量，电荷三个基本守恒量继续起作用。其他一切因素("毛发")都在进入黑洞后消失了。这一定理后来由霍金等四人严格证明。
由此,根据黑洞本身的物理特性，可以将黑洞分为以下四类。
(1)不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由施瓦西求出称施瓦西黑洞。
(2)不旋转带电黑洞，称R－N黑洞。时空结构于1916－1918年由Reissner和Nordstrom求出。
(3)旋转不带电黑洞，称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
(4)一般黑洞，称克尔－纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。
[编辑本段]【黑洞的吸积】
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。
天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。吸积是天体物理中最普遍的过程之一，而且也正是因为吸积才形成了我们周围许多常见的结构。在宇宙早期，当气体朝由暗物质造成的引力势阱中心流动时形成了星系。即使到了今天，恒星依然是由气体云在其自身引力作用下坍缩碎裂，进而通过吸积周围气体而形成的。行星（包括地球）也是在新形成的恒星周围通过气体和岩石的聚集而形成的。但是当中央天体是一个黑洞时，吸积就会展现出它最为壮观的一面。然而黑洞并不是什么都吸收的,它也往外边散发质子.
[编辑本段]【黑洞的毁灭】
■萎缩直至毁灭
黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬.霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。
霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量（参考霍金的《时间简史》，我们可以认定一对粒子会在任何时刻、任何地点被创生，被创生的粒子就是正粒子与反粒子，而如果这一创生过程发生在黑洞附近的话就会有两种情况发生：两粒子湮灭、一个粒子被吸入黑洞。“一个粒子被吸入黑洞”这一情况：在黑洞附近创生的一对粒子其中一个反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，正粒子携带正能量，而反粒子的所有运动过程可以视为是一个正粒子的为之相反的运动过程，如一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子从黑洞逃逸。这一情况就是一个携带着从黑洞里来的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的总能量少了，而爱因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的损失会导致质量的损失）。当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。
【黑洞与地球】
黑洞没有具体形状，你也无法看见它，只能根据周围行星的走向来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓的大叫起来，虽然它有强大的引力但与此同时这也是判断它位置的一个重要证据，就算它的“正式边界”还离我们很远，我们也没有任何手段能够挽救（除非我们能够在受到它的引力作用前抛弃地球，但是科学不是科幻小说，抛弃地球的可能性在未来很长一段时间内仍然十分渺茫）。这也是人类研究它的原因之一。
恒星,白矮星,中子星,夸克星,黑洞是依次的五个密度当量星体,密度最小的当然是恒星,黑洞是物质的终极形态,黑洞之后就会发生大爆炸,能量释放出去后,又进入一个新的循环.
[编辑本段]【黑洞的密度】
黑洞是密度超大的星球,吸纳一切,光也逃不了.(现在有科学家分析,宇宙中不存在黑洞,这需要进一步的证明,但是我们在学术上可以存在不同的意见)
补注：在空间体积为无限小（可认为是0）而注入质量接近无限大的状况下，场无限强化的情况下黑洞真的还有实体存在吗？或物质的最终结局不是化为能量而是成为无限的场？
[编辑本段]【黑洞的提出】
1967年，剑桥的一位研究生约瑟琳.贝尔发现了天空发射出无线电波的规则脉冲的物体，这对黑洞的存在的预言带来了进一步的鼓舞。起初贝尔和她的导师安东尼.赫维许以为，他们可能和我们星系中的外星文明进行了接触！我的确记得在宣布他们发现的讨论会上，他们将这四个最早发现的源称为LGM1－4，LGM表示“小绿人”（“LittleGreenMan”）的意思。然而，最终他们和所有其他人都得到了不太浪漫的结论，这些被称为脉冲星的物体，事实上是旋转的中子星，这些中子星由于在黑洞这个概念刚被提出的时候，共有两种光理论：一种是牛顿赞成的光的微粒说；另一种是光的波动说。我们现在知道，实际上这两者都是正确的。由于量子力学的波粒二象性，光既可认为是波，也可认为是粒子。在光的波动说中，不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的，人们可以预料，它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。起先人们以为，光粒子无限快地运动，所以引力不可能使之慢下来，但是罗麦关于光速度有限的发现表明引力对之可有重要效应。
1783年，剑桥的学监约翰·米歇尔在这个假定的基础上，在《伦敦皇家学会哲学学报》上发表了一篇文章。他指出，一个质量足够大并足够紧致的恒星会有如此强大的引力场，以致于连光线都不能逃逸——任何从恒星表面发出的光，还没到达远处即会被恒星的引力吸引回来。米歇尔暗示，可能存在大量这样的恒星，虽然会由于从它们那里发出的光不会到达我们这儿而使我们不能看到它们，但我们仍然可以感到它们的引力的吸引作用。这正是我们现在称为黑洞的物体。
事实上，因为光速是固定的，所以，在牛顿引力论中将光类似炮弹那样处理实在很不协调。（从地面发射上天的炮弹由于引力而减速，最后停止上升并折回地面；然而，一个光子必须以不变的速度继续向上，那么牛顿引力对于光如何发生影响呢？）直到1915年爱因斯坦提出广义相对论之前，一直没有关于引力如何影响光的协调的理论。甚至又过了很长时间，这个理论对大质量恒星的含意才被理解。
【黑洞的探索】互相旋转的黑洞1928年，一位印度研究生——萨拉玛尼安·强德拉塞卡——乘船来英国剑桥跟英国天文学家阿瑟.爱丁顿爵士（一位广义相对论家）学习。（据记载，在本世纪20年代初有一位记者告诉爱丁顿，说他听说世界上只有三个人能理解广义相对论，爱丁顿，然而，强德拉塞卡意识到，不相容原理所能提供的排斥力有一个极限。恒星中的粒子的最大速度差被相对论限制为光速。这意味着，恒星变得足够紧致之时，由不相容原理引起的排斥力就会比引力的作用小。强德拉塞卡计算出；一个大约为太阳质量一倍半的冷的恒星不能支持自身以抵抗自己的引力。（这质量现在称为强德拉塞卡极限。）苏联科学家列夫#8226;达维多维奇#8226;兰道几乎在同时也得到了类似的发现。
这对大质量恒星的最终归宿具有重大的意义。如果一颗恒星的质量比强德拉塞卡极限小，它最后会停止收缩并终于变成一颗半径为几千英里和密度为每立方英寸几百吨的“白矮星”。白矮星是它物质中电子之间的不相容原理排斥力所支持的。我们观察到大量这样的白矮星。第一颗被观察到的是绕着夜空中最亮的恒星——天狼星转动的那一颗。
兰道指出，对于恒星还存在另一可能的终态。其极限质量大约也为太阳质量的一倍或二倍，但是其体积甚至比白矮星还小得多。这些恒星是由中子和质子之间，而不是电子之间的不相容原理排斥力所支持。所以它们被叫做中子星。它们的半径只有10英里左右，密度为每立方英寸几亿吨。在中子星被第一次预言时，并没有任何方法去观察它。实际上，很久以后它们才被观察到。
另一方面，质量比强德拉塞卡极限还大的恒星在耗尽其燃料时，会出现一个很大的问题：在某种情形下，它们会爆炸或抛出足够的物质，使自己的质量减少到极限之下，以避免灾难性的引力坍缩。但是很难令人相信，不管恒星有多大，这总会发生。怎么知道它必须损失重量呢？即使每个恒星都设法失去足够多的重量以避免坍缩，如果你把更多的质量加在白矮星或中子星上，使之超过极限将会发生什么？它会坍缩到无限密度吗？爱丁顿为此感到震惊，他拒绝相信强德拉塞卡的结果。爱丁顿认为，一颗恒星不可能坍缩成一点。这是大多数科学家的观点：爱因斯坦自己写了一篇论文，宣布恒星的体积不会收缩为零。其他科学家，尤其是他以前的老师、恒星结构的主要权威——爱丁顿的敌意使强德拉塞卡抛弃了这方面的工作，转去研究诸如恒星团运动等其他天文学问题。然而，他获得1983年诺贝尔奖，至少部分原因在于他早年所做的关于冷恒星的质量极限的工作。
强德拉塞卡指出，不相容原理不能够阻止质量大于强德拉塞卡极限的恒星发生坍缩。但是，根据广义相对论，这样的恒星会发生什么情况呢？这个问题被一位年轻的美国人罗伯特#8226;奥本海默于1939年首次解决。然而，他所获得的结果表明，用当时的望远镜去观察不会再有任何结果。以后，因第二次世界大战的干扰，奥本海默本人非常密切地卷入到原子弹计划中去。战后，由于大部分科学家被吸引到原子和原子核尺度的物理中去，因而引力坍缩的问题被大部分人忘记了。
现在，我们从奥本海默的工作中得到一幅这样的图象：恒星的引力场改变了光线的路径，使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示光线从其顶端发出后在空间——时间里传播的轨道。光锥在恒星表面附近稍微向内偏折，在日食时观察远处恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。当该恒星收缩时，其表面的引力场变得很强，光线向内偏折得更多，从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言，光线变得更黯淡更红。最后，当这恒星收缩到某一临界半径时，表面的引力场变得如此之强，使得光锥向内偏折得这么多，以至于光线再也逃逸不出去。根据相对论，没有东西会走得比光还快。这样，如果光都逃逸不出来，其他东西更不可能逃逸，都会被引力拉回去。也就是说，存在一个事件的集合或空间——时间区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作事件视界，它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
当你观察一个恒星坍缩并形成黑洞时，为了理解你所看到的情况，切记在相对论中没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场，在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩，按照他的表，每一秒钟发一信号到一个绕着该恒星转动的空间飞船上去。在他的表的某一时刻，譬如11点钟，恒星刚好收缩到它的临界半径，此时引力场强到没有任何东西可以逃逸出去，他的信号再也不能传到空间飞船了。当11点到达时，他在空间飞船中的伙伴发现，航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间，他们只需等待比一秒钟稍长一点的时间，然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表，光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出；从空间飞船上看，那光波被散开到无限长的时间间隔里。在空间飞船上收到这一串光波的时间间隔变得越来越长，所以恒星来的光显得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之朦胧，以至于从空间飞船上再也看不见它，所余下的只是空间中的一个黑洞。然而，此恒星继续以同样的引力作用到空间飞船上，使飞船继续绕着所形成的黑洞旋转。
但是由于以下的问题，使得上述情景不是完全现实的。你离开恒星越远则引力越弱，所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前，这力的差就已经将我们的航天员拉成意大利面条那样，甚至将他撕裂！然而，我们相信，在宇宙中存在质量大得多的天体，譬如星系的中心区域，它们遭受到引力坍缩而产生黑洞；一位在这样的物体上面的航天员在黑洞形成之前不会被撕开。事实上，当他到达临界半径时，不会有任何异样的感觉，甚至在通过永不回返的那一点时，都没注意到。但是，随着这区域继续坍缩，只要在几个钟头之内，作用到他头上和脚上的引力之差会变得如此之大，以至于再将其撕裂。
罗杰·彭罗斯和我在1965年和1970年之间的研究指出，根据广义相对论，在黑洞中必然存在无限大密度和空间——时间曲率的奇点。这和时间开端时的大爆炸相当类似，只不过它是一个坍缩物体和航天员的时间终点而已。在此奇点，科学定律和我们预言将来的能力都失效了。然而，任何留在黑洞之外的观察者，将不会受到可预见性失效的影响，因为从奇点出发的不管是光还是任何其他信号都不能到达他那儿。这令人惊奇的事实导致罗杰#8226;彭罗斯提出了宇宙监督猜测，它可以被意译为：“上帝憎恶裸奇点。”换言之，由引力坍缩所产生的奇点只能发生在像黑洞这样的地方，在那儿它被事件视界体面地遮住而不被外界看见。严格地讲，这是所谓弱的宇宙监督猜测：它使留在黑洞外面的观察者不致受到发生在奇点处的可预见性失效的影响，但它对那位不幸落到黑洞里的可怜的航天员却是爱莫能助。
广义相对论方程存在一些解，这些解使得我们的航天员可能看到裸奇点。他也许能避免撞到奇点上去，而穿过一个“虫洞”来到宇宙的另一区域。看来这给空间——时间内的旅行提供了巨大的可能性。但是不幸的是，所有这些解似乎都是非常不稳定的；最小的干扰，譬如一个航天员的存在就会使之改变，以至于他还没能看到此奇点，就撞上去而结束了他的时间。换言之，奇点总是发生在他的将来，而从不会在过去。强的宇宙监督猜测是说，在一个现实的解里，奇点总是或者整个存在于将来（如引力坍缩的奇点），或者整个存在于过去（如大爆炸）。因为在接近裸奇点处可能旅行到过去，所以宇宙监督猜测的某种形式的成立是大有希望的。这对科学幻想作家而言是不错的，它表明没有任何一个人的生命曾经平安无事：有人可以回到过去，在你投胎之前杀死你的父亲或母亲！
事件视界，也就是空间——时间中不可逃逸区域的边界，正如同围绕着黑洞的单向膜：物体，譬如不谨慎的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西可以通过事件视界而逃离黑洞。（记住事件视界是企图逃离黑洞的光的空间——时问轨道，没有任何东西可以比光运动得更快。）人们可以将诗人但丁针对地狱入口所说的话恰到好处地用于事件视界：“从这儿进去的人必须抛弃一切希望。”任何东西或任何人一旦进入事件视界，就会很快地到达无限致密的区域和时间的终点。
广义相对论预言，运动的重物会导致引力波的辐射，那是以光的速度传播的空间——时间曲率的涟漪。引力波和电磁场的涟漪光波相类似，但是要探测到它则困难得多。就像光一样，它带走了发射它们的物体的能量。因为任何运动中的能量都会被引力波的辐射所带走，所以可以预料，一个大质量物体的系统最终会趋向于一种不变的状态。（这和扔一块软木到水中的情况相当类似，起先翻上翻下折腾了好一阵，但是当涟漪将其能量带走，就使它最终平静下来。）例如，绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量损失的效应将改变地球的轨道，使之逐渐越来越接近太阳，最后撞到太阳上，以这种方式归于最终不变的状态。在地球和太阳的情形下能量损失率非常小——大约只能点燃一个小电热器，这意味着要用大约1干亿亿亿年地球才会和太阳相撞，没有必要立即去为之担忧！地球轨道改变的过程极其缓慢，以至于根本观测不到。但几年以前，在称为PSR1913＋16（PSR表示“脉冲星”，一种特别的发射出无线电波规则脉冲的中子星）的系统中观测到这一效应。此系统包含两个互相围绕着运动的中子星，由于引力波辐射，它们的能量损失，使之相互以螺旋线轨道靠近。
在恒星引力坍缩形成黑洞时，运动会更快得多，这样能量被带走的速率就高得多。所以不用太长的时间就会达到不变的状态。这最终的状态将会是怎样的呢？人们会以为它将依赖于形成黑洞的恒星的所有的复杂特征——不仅仅它的质量和转动速度，而且恒星不同部分的不同密度以及恒星内气体的复杂运动。如果黑洞就像坍缩形成它们的原先物体那样变化多端，一般来讲，对之作任何预言都将是非常困难的。
然而，加拿大科学家外奈.伊斯雷尔在1967年使黑洞研究发生了彻底的改变。他指出，根据广义相对论，非旋转的黑洞必须是非常简单、完美的球形；其大小只依赖于它们的质量，并且任何两个这样的同质量的黑洞必须是等同的。事实上，它们可以用爱因斯坦的特解来描述，这个解是在广义相对论发现后不久的1917年卡尔#8226;施瓦兹席尔德找到的。一开始，许多人（其中包括伊斯雷尔自己）认为，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而形成。所以，任何实际的恒星——从来都不是完美的球形——只会坍缩形成一个裸奇点。
然而，对于伊斯雷尔的结果，一些人，特别是罗杰.彭罗斯和约翰.惠勒提倡一种不同的解释。他们论证道，牵涉恒星坍缩的快速运动表明，其释放出来的引力波使之越来越近于球形，到它终于静态时，就变成准确的球形。按照这种观点，任何非旋转恒星，不管其形状和内部结构如何复杂，在引力坍缩之后都将终结于一个完美的球形黑洞，其大小只依赖于它的质量。这种观点得到进一步的计算支持，并且很快就为大家所接受。
伊斯雷尔的结果只处理了由非旋转物体形成的黑洞。1963年，新西兰人罗伊.克尔找到了广义相对论方程的描述旋转黑洞的一族解。这些“克尔”黑洞以恒常速度旋转，其大小与形状只依赖于它们的质量和旋转的速度。如果旋转为零，黑洞就是完美的球形，这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果有旋转，黑洞的赤道附近就鼓出去（正如地球或太阳由于旋转而鼓出去一样），而旋转得越快则鼓得越多。由此人们猜测，如将伊斯雷尔的结果推广到包括旋转体的情形，则任何旋转物体坍缩形成黑洞后，将最后终结于由克尔解描述的一个静态。
黑洞是科学史上极为罕见的情形之一，在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下，作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确，这经常是反对黑洞的主要论据：你怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢？然而，1963年，加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁·施密特测量了在称为3C273（即是剑桥射电源编目第三类的273号）射电源方向的一个黯淡的类星体的红移。他发现引力场不可能引起这么大的红移——如果它是引力红移，这类星体必须具有如此大的质量，并离我们如此之近，以至于会干扰太阳系中的行星轨道。这暗示此红移是由宇宙的膨胀引起的，进而表明此物体离我们非常远。由于在这么远的距离还能被观察到，它必须非常亮，也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到，产生这么大量能量的唯一机制看来不仅仅是一个恒星，而是一个星系的整个中心区域的引力坍缩。人们还发现了许多其他类星体，它们都有很大的红移。但是它们都离开我们太远了，所以对之进行观察太困难，以至于不能给黑洞提供结论性的证据。
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（《时间简史》