超新星

無論哪種理論正確，這種最早的龐大怪異的恒星都存在過，而且在再電離時期，它們對周圍的影響也未結(jié)束。我們已經(jīng)看到它們的壽命短暫，而其滅亡的過程卻很激烈。不像正在等待我們太陽的相對平靜的未來，這些巨星的終點是災難性的爆炸。

一顆恒星的外層是由中心發(fā)生的核反應所產(chǎn)生的能量來支撐的。當這一過程的燃料耗盡時，外層就會坍塌，增加了內(nèi)部核心的壓力和溫度。這種變化會使得以前一系列反應所生成的氦核互相碰撞、反應并結(jié)合成更重的元素。同時，內(nèi)核外圍的氫還在繼續(xù)燃燒，其結(jié)果就像一層層的洋蔥一樣，重元素不斷地在中心形成。最后，鐵的產(chǎn)生中止了這個循環(huán)。鐵原子核是最為穩(wěn)定的，當它們相互碰撞時會損失能量而不是釋放能量。一旦一顆巨型恒星生成了鐵核，就沒有什么能夠阻止外層向內(nèi)的坍縮。很快一個致密的核心形成了，沖擊波激蕩在星體內(nèi)，將其余的物質(zhì)向外拋出，一個光和熱的巨大爆炸發(fā)生了，這就是我們看到的超新星。

超新星的爆發(fā)已經(jīng)相當猛烈，更厲害的是特超新星：無比巨大的恒星由于同樣的原因發(fā)生的爆炸。這也還不是最極端的情況。我們所知的最具災難性的事件叫做伽馬射線暴。

相對論——觀測者的指南

黑洞的物理學通常是用廣義相對論的語言來描寫的，所以值得花點時間做些了解。根據(jù)愛因斯坦的理論，兩個擁有各自獨立的參考系的觀測者，當相對加速（或減速）時，它們的時標無法保持一致。換句話說，我覺得經(jīng)過了10秒鐘，而如果你正在加速離開我，那么會感到只過去了6秒鐘。

人們首先會想到“哪個人是正確的”，然后去檢查時鐘是不是被動了手腳。然而相對論明白無誤地告訴您，兩者都是對的，這里面沒有人施展詭計。不同觀測者的時間確實在以不同的速度流逝。不過一些常識性的原則被保留下來。例如兩人觀察到的事件發(fā)生的順序是一致的。故而盡管可能其中一人看到A在B之前一分鐘發(fā)生，而另一人看到A和B同時發(fā)生，任何人不可能看到B先于A發(fā)生。所以因果關系保持不變。但許多其他我們認為是理所當然的常識都不再成立了。

為什么在日常生活中從未經(jīng)歷過這種類似悖論的事情？為什么我們從未見過時鐘在以不同的速率走動？答案是，我們很幸運沒有生活在黑洞附近。在沒有極端的加速度，或接近光速的高速，或非常巨大的質(zhì)量聚集在一起的條件下，這些改變微乎其微，牛頓的運動定律可以很好地得到符合。愛因斯坦并沒有去證明牛頓錯了，而是擴展了牛頓的思想，使之在更為極端的情況下依舊準確。