第六章 黑洞（6 / 9）

轨道靠近。J·H·泰勒和R·A·荷尔西由于对广义相对论这证实，而获得1993年诺贝尔奖。大约3亿年后它们将会碰撞。它们在碰撞之前，将会公转得这快速，甚至像LIGO这样检测器却能接收到它们射出引力波。

在恒星引力坍缩形成黑洞时，运动会更快得多，这样能量被带走速率就高得多。所以不用太长时间就会达到不变状态。这最终状态将会是怎样呢？人们会以为它将依赖于形成黑洞恒星所有复杂特征——不仅仅它质量和转动速度，而且恒星不同部分不同密度以及恒星内气体复杂运动。如果黑洞就像坍缩形成它们原先物体那样变化多端，般来讲，对之作任何预言都将是非常困难。

然而，加拿大科学家外奈·伊斯雷尔（他生于柏林，在南非长大，在爱尔兰得到博士）在1967年使黑洞研究发生彻底改变。他指出，根据广义相对论，非旋转黑洞必须是非常简单、完美球形；其大小只依赖于它们质量，并且任何两个这样同质量黑洞必须是等同。事实上，它们可以用爱因斯坦特解来描述，这个解是在广义相对论发现后不久1917年卡尔·施瓦兹席尔德找到。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球形，个黑洞只能由个完美球形物体坍缩而形成。所以，任何实际恒星——从来都不是完美球形——只会坍缩形成个裸奇点。

然而，对于伊斯雷尔结果，些人，特别是罗杰·彭罗斯和约翰·惠勒提倡种不同解释。他们论证道，牵涉恒星坍缩快速运动表明，其释放出来引力波使之越来越近于球形，到它终于静态时，就变成准确球形。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个完美球形黑洞，其大小只依赖于它质量。这种观点得到进步计算支持，并且很快就为大家所接受。

伊斯雷尔结果只处理由非旋转物体形成黑洞。1963年，新西兰人罗伊·克尔找到广义相对论方程描述旋转黑洞族解。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质量和旋转速度。如果旋转为零，黑洞就是完美球形，这解就和施瓦兹席尔德解样。如果有旋转，黑洞赤道附近就鼓出去（正如地球或太阳由于旋转而鼓出去样），而旋转得越快则鼓得越多。由此人们猜测，如将伊斯雷尔结果推广到包括旋转体情形，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个静态。

1970年，在剑桥位同事和研究生同学布兰登·卡特为证明此猜测跨出第步。他指出，假定个稳态旋转黑洞，正如个自旋陀螺那样，有个对称轴，则它大小和形状，只由它质量和旋转速度所决定。然后在197