第14章 黑洞(2)[第1页/共2页]

因为任何活动中的能量都会被引力波的辐射带走，以是能够预感，一个大质量物体的体系终究会趋势于一种稳定的状况。（这和扔一块软木到水中的环境相称近似：起先翻上翻下折腾了好一阵，但是跟着波纹将其能量带走，它终究安静下来。）比方，环绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量丧失的效应就要窜改地球的轨道，使之逐步越来越靠近太阳，最后撞到太阳上，归于一种稳定的状况。

1970年，我在剑桥的一名同事和研讨生同窗布兰登・卡特为证明此猜想跨出了第一步。他指出，假定一个稳态的扭转黑洞，正如一个自旋的陀螺那样，有一个对称轴，则它的大小和形状，只由它的质量和扭转速率决定。然后我在1971年证了然，任何稳态的扭转黑洞确切有如许的一个对称轴。最后在1973年，在伦敦国王学院任教的大卫・罗宾逊操纵卡特和我的成果证了然这猜想是对的：如许的黑洞确切必须是克尔解。如许，在引力坍缩以后，一个黑洞必须终究演变成一种能够扭转，但是不能搏动的态。别的，它的大小和形状，只决定于它的质量和扭转速率，而与坍缩构成黑洞的本来物体的性子无关。此成果因以下一句格言而众所周知：“黑洞没有毛。”“无毛”定理具有庞大的实际首要性，因为它极大地限定了黑洞的能够范例。是以，人们能够制造能够包含黑洞的工具的详细模型，再将此模型的预言和观察比拟较。因为在黑洞构成以后，我们所能测量的只是有关坍缩物体的质量和扭转速率，以是“无毛”定理还意味着，有关这物体的非常大量的信息，在黑洞构成时丧失了。下一章我们将会了解这个意义。

在恒星引力坍缩构成黑洞时，活动会快很多，如许照顾走能量的速率就会高很多。是以不消太长的时候就会达到稳定的状况。这终究的状况将会是如何的呢？人们会觉得，它将依靠于构成黑洞的恒星的统统庞大特性――不但它的质量和转动速率，并且恒星分歧部分的分歧密度以及恒星内气体的庞大活动。而如果黑洞就像坍缩构成它们的本来物体那样窜改多端，那么普通来讲，对黑洞作任何预言都会非常困难。

广义相对论预言，活动的重物会导致引力波的辐射，那是以光的速率行进的空间曲率的波纹。引力波和电磁场的波纹光波附近似，但是要探测到它则困难很多。引力波引发邻近自在落体之间间隔的非常藐小的窜改，由此能够察看到它。在美国、欧洲和日本正在制作一些检测器，将把十万亿亿（1前面跟21个0）分之一的位移，或者把在10英里间隔中的比一个原子核还小的位移测量下来。

就像光一样，引力波带走了发射它们的物体的能量。

此体系由两个相互环绕着公转的中子星构成，因为引力波辐射，它们的能量丧失，使它们相互沿着螺旋线轨道靠近。J・H・泰勒和R・A・荷尔西因为对广义相对论的这一证明获得1993年的诺贝尔奖。约莫3亿年后它们将会碰撞。它们在碰撞之前，将会公转得这么快速，发射出的引力波，足以让像LIGO如许的检测器领遭到。

如果扭转为零，黑洞就是完美的球形，这解就和施瓦兹席尔德解一样。如果扭转不为零，黑洞在赤道四周就会鼓出去（正如地球或太阳因为扭转而鼓出去一样），而扭转得越快则鼓得越短长。由此人们猜想，如将伊斯雷尔的成果推行到包含扭转物体的景象，则任何扭转物体坍缩构成黑洞后，将最后闭幕于由克尔解描述的一个稳态。