恒星的死亡：白矮星、中子星和黑洞

太阳和地球大约有45亿年历史，这约为宇宙年龄的1/3。再过大约65亿年，太阳将会燃尽它内部的核燃料。然后，它将会燃烧内核表层的燃料，它的外层面将开始膨胀，期间会把地球烤干并包裹起来。当这部分燃料也耗尽时，它便开始塌缩为一颗与地球大小差不多的白矮星，但是密度要比后者大100万倍。白矮星会逐渐冷却，再过几百亿年以后会变成一颗致密的、无光的死星。

那些质量比太阳大很多的恒星燃烧得非常快，之后可能会塌缩成一颗中子星或一个黑洞。

中子星的质量一般是太阳质量的1～3倍，周长大约为75～100千米（与芝加哥的大小差不多），密度和原子核的密度一样大，达到了100万亿倍岩石或者地球的密度。实际上，中子星基本上纯粹是由原子核构成的：一个挨着一个。

黑洞（见第4章）却不一样。它们完全是而且仅仅是由弯曲的时间和弯曲的空间构成的（我会在第3章解释这个奇怪的论断）。它们不包含物质，但是却有表面，被称作“事件视界”，或简称“视界”。没有东西可以逃离它们，甚至光。这也是它们之所以如此漆黑的原因。黑洞的表面积和质量成正比：质量越大，表面积越大。

图1-5 一颗白矮星（左）、中子星（中）和黑洞（右），质量都是1.2倍太阳质量。对于白矮星，我只画了它表面的一小部分

一个黑洞如果有一颗典型的中子星或白矮星的质量（一般来说大约是1.2倍太阳质量），那么它的周长将会是22千米：这个值是中子星的1/4，白矮星的千分之一（见图1-5）。

因为一般恒星的质量不会超过100倍的太阳质量，变成黑洞的恒星也是如此。

星系中心巨型黑洞的质量可以达到100万甚至200亿倍太阳质量。因此，它们不可能是恒星死亡后的产物。它们的形成过程有其他方式，也许源自于许多小黑洞的聚和，也许源自于巨大的气体云的塌缩。