中子星假想实验
中子星也不是就没有平衡问题。让我们再来作一次假想实验。蟹状星云脉冲星也许是由 1 个太阳质量的中子物质所组成。我们就以它为对象，并且假定在一次宇宙空间实验中我们能够小心地把中子物质移到它的表面上，使这颗中子星的质量增长。那么，这颗星的半径又会随着质量的增加而缩小，这种现象就是引力大大超过压力的反映。当这个天体的质量增长到大约有太阳的两倍时，它就会发生迅猛坍缩，需要的时间远远小于一秒钟。是不是还有可能阻止它发生呢？这种坍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坍缩。
引力愈变愈强，要不了多久压力便再也起不了什么作用，这一天体将永久地坍缩了。坍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来的星光的作用就像一个透镜（见图
11-2）。太阳背后的星场看来稍微放大了一些。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。
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当我们这颗中子星的物质顶不住强大引力而发生坍缩时，引力使光线偏转的现象就显得突出。让我们来设想，如果我们能够逐步跟踪事态的发展，将会看到什么。起初中子星还处在平衡状态。由于它那强大的引力场，它表面附近的光线弯曲现象就已经可以觉察。由表面斜向上方发出的一条光线开头显然弯了过来，而到了离开强引力区足够远处以后，就沿直线继续奔向宇宙远方[参见图 11－3( a)]。
中子星的质量一点一点地增加，内部压力无济于事，坍缩过程开始，引力愈来愈强。时过不久，光线弯曲的程度变得如此强烈，一条沿切线方向离开它表面的光线要绕它转上好几圈才能逃奔远方。光线愈来愈难以和引力较量，当这个坍缩着的天体（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拉得那么弯曲，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。没有任何光线能把此星蒙难史的信息传递到外界来。这种无体称黑洞。
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