这样的状态是中子星。它们具有大约十英里的半径和每立方英寸几百万吨的密度。
在银河系我们紧邻的区域观察到大量的白矮星。然而,直到1967年约瑟琳-贝尔和安东尼-赫维许在剑桥才首次观测到中子星。那时他们发现了称作脉冲星的发出射电波规则脉冲的物体。最初,他们惊讶是否和外星文明进行了接触。我的确记得,在他们要宣布其发现的房间里装饰了“小绿人”的图样。然而,他们和所有其他人最后只能得出不太浪漫的结论,这些物体原来是旋转的中子星。对于写太空西部人的作家,这是个坏消息,而对于我们这些当时相信黑洞的少数人,却是个好消息。如果恒星能缩小到十至二十英里的尺度,而变成中子星,人们便可以预料,其他恒星能进一步收缩而变成黑洞。
质量比大约太阳质量两倍更大的恒星不能稳定成为一颗白矮星或中子星。在某种情形下,该恒星可以爆炸,并抛出足够的质量,使余下的质量低于这个极限。但是总有例外。有些恒星会变得这么小,它们的引力场会把光线弯折到这种程度,使它折回到恒星本身上去。不管是光线还是别的任何东西部不能逃逸出来。该恒星已经变成为一颗黑洞。
物理定律是时间对称的。如果存在东西能落进去而不能跑出来的叫作黑洞的物体,那就还应该存在东西能跑出来而不能落进去的其他物体。人们可以把这些物体叫做白洞。人们可以猜测,一个人可以在一处跳进一颗黑洞,而在另一处从一颗白洞跑出来。这应是早先提到长距离空间旅行的理想手段。你所需要做的一切是去寻找一颗邻近的黑洞。
这种形式的空间旅行初看起来是可能的。爱因斯坦的广义相对论中存在这类解,它允许人往一颗黑洞落进再从一颗白洞跑出来。然而,后来的研究表明,所有这些解都是非常不稳定的:最为微小的扰动,譬如讲空间飞船的存在都会把这个“虫洞”,或者从该黑洞到该白洞的通道消灭。该空间飞船会被无限强大的力量撕得粉碎。这正如同躲藏在大桶里从尼亚加拉瀑布漂下去一样。
事情似乎已经绝望。黑洞也许可以用来摆脱垃圾甚至人们的某些朋友。但是它们是“旅行者有去无归的国度”。然而,我到此为止所说的一切都是根据利用爱因斯坦的广义相对论所进行的计算。这个理论和我们迄今的一切观测都吻合得极好。但是,由于它不能和量子力学的不确定性原理合并,所以我们知道它不可能完全正确。不确定性原理是说,粒子不能同时把位置和速度都很好地定义。你把一颗粒子的位置测量得越精确,则对它的速度就测量得越不精确,反之亦然。
1973年我开始研究不确定性
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