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66663天前
1915年,爱因斯坦向世人公布了广义相对论。在广义相对论的语言中,时空不是静止的,而是会对物质和能量做出反应。时空这张统一的织布会因物质而弯曲,而这种弯曲反过来又影响物质的运动。多年后,物理学家约翰·惠勒用一句简洁的话总结了这一切:“物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动。” 这一切正在你周围乃至你体内发生,引力的涟漪也就是引力波不断从遥远的灾难性事件中传来,掠过地球。当他们经过时,空间会被轻微拉伸和压缩。如果你能精确到原子核的尺度,就会感觉自己被轻柔的拉长和挤压。 像坡的文字一样,广义相对论本身既优美又神秘,有时甚至难以理解。它不仅仅是一种自然规律的理论,更像是一台机器,你给它输入物质的分布,它会吐出一个答案,预测这种物质在自身引力作用下会如何演化。但相对论不会告诉你这样的物质分布在宇宙中是否真实存在,判断可能与不可能仍然取决于人类自己。 牛顿的万有引力定律也是类似,你告诉牛顿一个物体的分布,他的方程就能告诉你它的运动。但牛顿不会回答宇宙里是否真的存在一根长达一万光年的金属棒。让事情更复杂的是,广义相对论不像牛顿力学那样简单,它不是一条能在高中课堂上写下的方程,而是一组四维空间中的十条方程,彼此纠缠,非线性,难以处理。 物理学界知道它是正确的,实用的,但大多数科学家更愿意去研究更容易上手的微观或天体物理问题。正如著名的J.J.汤姆孙曾说过:“我必须承认,没有人能用清晰的语言说明爱因斯坦的理论到底是什么。”不过还是有人取得了突破。 爱因斯坦提出广义相对论后不久,卡尔·史瓦西在一战战壕中找到了一个解法,他输入的最简单情况是类似太阳系的物质分布,输出的结果描述了太阳周围引力的强度。然而这个解中隐藏着别的东西,奇点的可能性。也就是说如果一颗恒星被压缩到某个极限以下,它就会无限塌缩,引力如此强大,形成一个无限密度的点,被一个单向的边界(事件视界)包围。 相对论机器完成了他的任务,剩下的就是要决定这种结果是否真的存在。大多数人对此嗤之以鼻,甚至爱因斯坦本人也在1939年的论文中否认,认为没有物体能塌缩到让引力战胜一切其他力量的程度。当时人们称这种假想天体为“冻结星”,爱因斯坦说他们根本不可能存在。 但罗伯特·奥本海默并不认同,就在爱因斯坦发表文章的几个月后,奥本海默与他的学生哈特兰·斯奈德进行研究。他们刚算出中子星的最大质量极限,这种宇宙中最致命的恒星。当他们继续推算超越
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