九五年十二月二十四日,阿尔伯特·爱因斯坦在他柏林公寓里喝茶时,收到从“战”战壕里寄来个信封。
它穿越个燃烧大陆,脏兮兮,皱巴巴,沾满泥土。个角已经完全被扯坏,寄件人名字也被血迹所覆盖。爱因斯坦戴上手套,把它拿起来,用刀把它划开。里面是封信,而信中包裹着是位天才最后火花:卡尔·史瓦西,天文学家、物理学家、数学家、德军中尉。
“如您所见,战争对足够仁慈。虽有炮火凶猛,仍可以从切中逃离出来,在您思想土地上进行这次短暂漫步。”信是这样结束,而爱因斯坦在读它时候,表情完全是呆滞,这并不是因为这位德国最受尊敬科学家之竟在俄国前线指挥着支炮兵部队,或是,他这位朋友向他隐晦地预报场即将到来灾难,而是因为在信背面,寄信人用极小字迹——为解读它们,爱因斯坦被迫用上放大镜——把广义相对论第个精确解给写下来。
他遍遍地读着那封信。相对论是什时候发表?个月前吗?还是个月都不到?史瓦西不可能在这短时间里就解开这复杂方程吧,因为连他自己——这是他发明啊——都只找到些近似解。可史瓦西这个解是精确:它完美地描述颗恒星质量是如何使它周围空间和时间变形。
虽说解就在他手里,可爱因斯坦仍然不敢信。他也知道,要提升科学界对他理论兴趣,这些解是至关重要;直到那刻,人们都对它没什热情,很大程度上也是因为它复杂性。此前,爱因斯坦已经接受那种可能性:或许没有人能就这些方程给出个令人满意解,至少在他有生之年不行。而史瓦西竟然在迫击炮轰炸和毒云中做到这点,这真是个奇迹。“从没想到,有人可以这轻易地找到这个问题解!”平复下来,他就回复史瓦西。他说他定会尽快把这篇东西提交给学界,诚不知,他已是在给个死人写信。
史瓦西求得这个解,所用技巧非常简单:他分析颗无自转无电荷、呈完美球形理想化恒星,然后用爱因斯坦方程来计算这团质量会如何改变空间形状,就好比颗炮弹,把它放到床上时候,床垫就会弯曲。
他测算无比精确。时至今日,们在描述恒星运动、行星轨迹,以及光在经过个具有强大引力影响物体所发生弯曲时,仍然会使用它。
然而,在史瓦西解里,却有些非常奇怪地方。
对于颗普通恒星来说,他解是可行,周围空间会发生轻微弯曲,正如爱因斯坦预测。而那颗恒星则会悬在这片凹陷中心,就像窝在吊床里两个孩子。可是,当太大质量集中在个极小区域里,问题就出现。这种情况是会发生,比如颗巨大恒星耗尽燃料,在它自身引力作用下开始坍缩。根据史瓦西计算,在那样情况下,空间和时间不是弯曲,而是被撕碎。那颗星会变得越来越紧实,密度也将不断增加。其引力会变得如此之大,以至于让空间无限弯曲,朝自己收拢,到最后,就成个无法逃脱深渊,跟宇宙其
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