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黑洞是爱因斯坦场方程的一个预言 ， 是恒星在死亡过程中的最后一幕 。 黑洞的一个最独特的特征是∶它们可能是通向另一个宇宙的通道 。 科学界还有一种有趣的猜想∶黑洞可以打通一条时间隧道 。
为理解黑洞以及它们多么难找 ， 我们首先得理解恒星为什么会发光 ， 它们如何成长 ， 以及最后如何死亡 。 当一个几倍于太阳系的巨大氢云被自身的引力压缩时 ， 一颗恒星就会产生 。 随着引力能转化为氢原子的动能 ， 压缩着气体的引力渐渐使之变热 。 通常 ， 气态氢内质子间由于荷电而产生的斥力足以使它们分开 。 然而在特定的条件下 ， 如温度高到1000万开尔文至1亿开尔文时 ， 质子（氢原子核）的动能会克服静电的排斥 ， 然后合在一起 。 核力便取代了电磁力 ， 两个氢原子核就\"聚变\"成氦原子 ， 同时释放出巨大的能量 。
要明白能量如何从聚变中产生出来 ， 理解恒星在其生命进程中走向黑洞的一幕幕 ， 我们必须分析下面的这个图 。
图中给出了一条在近代科学中极重要的曲线 ， 它有时也称为结合能曲线 。 水平轴代表各种元素（从氢原子到铀原子）的原子量 。 竖直轴表示原子核中质子的平均“重量” 。 请注意 ， 平均来说氢原子和铀原子中的质子要重于图上中心部分其他元素的质子 。
太阳是一颗普通的黄星 ， 主要由氢组成 。 与最初的大爆炸类似 ， 它使氢聚变而产生氦 。 然而 ， 因为氢原子中的质子比氦原子中的质子重 ， 于是就有一些剩余质量 。 这些质量通过质能公式转化为能量 ， 而这个能量则使原子核束缚在一起 。 这个能量也是氢变成氦时所放出的能量 。 这就是太阳会发光的原因 。
然而 ， 经过几十亿年 ， 这些氢会慢慢地用尽 。 一颗黄星最后会因产生太多的废氦而使“核燃炉”熄灭 。 当这发生之后 ， 引力就占了主导地位 ， 并将恒星挤压得更紧 。 随着温度升高 ， 恒星很快热得足以燃烧废氦并把它转化成其他元素 ， 如锂和碳 。请注意沿曲线到达原子量较高的元素时仍可以释放能量 。 换句话说 ， 废氮仍可以燃烧 。 尽管恒星在尺度上已经小了很多 ， 它的温度却非常高 ， 其大气层大大地膨胀开来 。 事实上 ， 当太阳用尽它的氢后开始燃烧氦原子时 ， 它的大气层将扩展到火星的轨道 。 这称为红巨星 。 当然 ， 这意味着 ， 在这个过程中地球会被蒸发掉∶所以 ， 这条曲线同样预言着地球的最终命运 。 因为太阳是一颗中年恒星 ， 大约50亿岁 ， 在它烧掉地球之前还会有另一个50亿年 。
最后 ， 当氦用完了之后 ， 核燃炉又熄灭了 。 引力又占了压倒性优势来压缩星体 。 红巨星收缩成为一颗白矮星 ， 即一颗全部质量被压缩成地球大小的小小的恒星 。 白矮星不很亮 ， 因为在降至曲线的底部之后 ， 它只能从质能公式中提取很少一部分剩余能量 。 白矮星燃烧着在曲线底部剩下的为数不多的元素 。
太阳最终将变成一颗白矮星 ， 并在几十亿年中用尽它的核燃料而渐渐死亡 。 最后它会变成一颗暗的、烧光了的矮星 。 然而据认为 ， 如果恒星的质量足够大 ， 则白矮星中的大多数元素将继续聚合成越来越重的元素 ， 最后变成铁元素 。 一旦变成铁元素 ， 就几乎到了曲线的最底部 。 我们不能再从剩余质量中提取能量了 ， 所以核燃炉就会关闭 。 引力重新成为主导 ， 压缩着星体直到其温度暴涨了几千倍 ， 而达到上万亿度 。 到这时 ， 白矮星的铁核坍缩 ， 它的外层则被炸毁 ， 同时释放出星系中所知的最巨额的能量 ， 成为一颗叫做超新星的爆发恒星 。 仅仅一颗超新星在一段时间内就有可能比包含着上千亿颗恒星的整个星系还亮
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