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第26部分（第1页）

那些过于优美的主意和理论。

已经到了本书的结尾，我们学到了什么东西呢？我想是的，黑洞的出现无疑标志着一场革命的开始。这是变化着的思想和理论世界的革命，也是恒星、星系和宇宙本身的命运正在缓慢地展示出来的真实世界的革命。但是所有的革命都有隐藏的危险。作为毛里斯·梅特林克（Maurice　Mae比rlink）一句格言的释义，黑洞一词仍然常常只是掩盖我们无知的一件豪华伪装。

跪赫罗图

丹麦天文学家埃纳·赫兹普隆（巳nar　Her坡prung）和美国普林斯顿大学天文学家亨利·罗素（Henry　Russe阿各自独立地得出了一幅表示恒星的光度与表面温度之间关系的图（图AI）。每一个温度范围定义出一种光谱型，从高温“蓝”星的O型一直到最冷的“红”星的M型。太阳是一颗G型星，“黄”色，表面温度为开氏觎皿度。

图上的点并不是无视分布的，它们的位置反映出恒星演化的轮廓。大多数恒星都集中在一条对角窄带上，称为主序带，主序状态对应着恒星核心稳定的氢燃烧。这个群体包括着半径和光度都很小的红矮星（半径以太阳半径为单位在括弧中给出）和很亮的蓝巨星。

另一群星在主序带上方水平地铺开，它们是光度很大但温度较低的红巨星和超巨星。低光度而又高温度的恒星占有主序带下方的一个区域，它们是已经坍缩的白矮星。

单颗恒星在其演化生涯中会在赫罗图上移动。太阳的演化已在图上表示出来。最初的收缩过程使它来到主序带，在这里它将度过一生的大部分时光。当核心的氢耗尽时，太阳将膨胀成为一颗红巨星，半径增大100倍，光度增大1000倍。然后它将进入不稳定阶段，一胀一编地脉动，光度也起伏变化，同时逐渐地收缩体积和升高表面温度。它的最后命运是在以行星状星云形式喷射气体之后，作为一颗枯萎的白矮星而缓慢地死去。

比太阳质量大20倍的恒星将沿不同路径演化，其主序阶段的燃烧将更快，然后膨胀成为红超巨星，再发生超新星爆发而形成中子星或黑洞。最后这两种产物只有极小量的辐射或完全不发光，因而没有在图上表示出来。

腑秘的赠一鹤翡图与恒星演化的终结

天体在压缩和膨胀两种相反力量的作用下保持平衡。压缩力可以是组成原子和分子的质子与电子之间的静电引力，或者是总是趋于使天体收缩的万有引力。“热”天体中的膨胀力是热压力，因为其中心温度很高；“冷”天体中的膨胀力则是由于量子力学的不相容原理，它在电子或中于密度超过一定值时起支撑作用。

每一个平衡态都由一种质量与平均密度之间的关系来表征，也都有这种或那种相反的力进入角色。图AZ中的质量和密度都以太阳值（ZX10”克和1克／立方厘米）为参照，所以太阳是在坐标原点上。

冷天体

由量子力学压力支持的冷星在图中由粗黑线表示。灰色区是被禁止的，因为那里违反了不相容原理。对于质量小于10刁M的天体，主要的压缩力是静电引力。相应的平衡态是行星，特征是有一个不依赖于质量的密度，其值与通常物质相等（1克／立方厘米）。P点表示行星稳定性的限度，近似地对应着木星的质量。在这个限度以上引力成为主要的压缩力，并给出密度高得多的冷平衡态。

白矮星内部的量子力学压力来自简并电子，密度可达1吨／立方厘米。C点是钱德拉塞卡极限，即白矮星的最大质量1．4Mop超过这个限度电子变成“相对论性”的，它们有着接近于光速的速度，而且不能再支撑白矮星。

中子星的内部压力来自简并中子。物质更密集得多，达到原子核的密度矿’克／立方厘米。E点是中于星稳定性的限度，相应质量是大约3Mgr在此限度以上中子成为相对论性的，不能再支持星体。对于质量大于3M的天体不存在冷平衡态。

黑洞

黑洞在图中被表示为一条斜线，与密度轴交于E点，与质量轴交于L点。L点正是米切尔和拉普拉斯所猜想的黑洞：1矿M，l克／立方厘米。由于黑洞态是由引力单独支配，所有质量和密度的黑洞原则上都可能存在。微型黑洞（图的底部）质量不大，密度却极高；巨型黑洞（图的顶部）则相反，质量极大，而密度不高。如果该线延伸到质量为1023M，则相应密度是10“’克／立方厘米，与宇宙中物质平均密度有相同量级，这似乎意味着宇宙本身可能就是最大的黑洞。

热天体

热星占有白色区。太阳和主序星集中在一条称为热核等温带的狭窄折带上，该带对应着氢聚变成氦所需要的开氏107度的中心温度。这些星的质量介于0．olMgh　100Mpe间。

恒星演化

恒星由于演化而在质量一密度图上移动，但保持在虚线方框内。图A3是方框区的放大，表示出恒星在不同演化阶段其中心发生的主要热核反应。

由于引力的控制，恒星演化的总趋势是密度增大（在图中向下移动），而质量丢失、碎裂、不稳定或爆炸等现象使其质量减小（在图中向左移动）。热星的演化必定以三种可能的冷态之一为终结：白矮星，中子星，黑洞。

质量小于SM的恒星沿A线移动。在离开氢转变成氦的主序段后，恒星中心的温度和密度都上升，直至氦能够聚合成碳。碳保持沉寂，恒星最后变成白矮星。质量更大的恒星的演化轨迹是B线，它们中心的碳能燃烧成为镁，并最后成为中子星。轨迹C是最为假设性的，它可能表示着质量在25M以上的恒星，在经过了到生成铁为止的所有热核燃烧阶段后，最终成为黑洞。