3范围时，它起主要作用。具体计算表

明，考虑到简并­性­压力后的确使问题有所好转，在一定质量范

围内的天体不会出现密尔恩式的无限坍缩。张德拉塞卡的计

算表明，当压缩到一定空间尺度后，简并电子的压力将与自引

力达到平衡，稳定下来成为一种致密的星，叫做简并矮星，白

矮星就是一种简并矮星。天狼

B星是一颗白矮星。但是，简并

电子压力也并不能彻底排除无限坍缩的威胁，特别是对于质

量大于

1.5个太阳质量的天体来说，不再能形成稳定的简并

矮星。摆在它面前的命运依旧是坍缩。

张德拉塞卡曾经这样来描述当时的境遇：“我们的结论

是，在我们能够回答下列基本问题之前，有关恒星结构的分析

不可能获得较大的进展。这个问题就是给定一个含有电子及

原子核（总体是电中­性­的）的封闭体，如果我们无限地压缩这

些材料，将会发生什么事情？”

以上的讨论都是基于牛顿引力理论的。

到三十年代末，奥本海默采用广义相对论来分析这个问

题。结果仍然没有变化。虽然他们证明了在一定质量范围内

坍缩后能存在稳定的中子星（即简并中子压力与自引力抗衡

·92·

而形成的星体）。但是，他还说：“当所有热核能源耗尽之后，

一颗足够重的星体将会（无限）坍缩。”

而形成的星体）。但是，他还说：“当所有热核能源耗尽之后，

一颗足够重的星体将会（无限）坍缩。”

：

1．发生引力坍缩，形成大量的致密天体。

2．致密天体大体有两大类，一是由有限坍缩形成的，例

如白矮星和中子星，另一种则是由无限坍缩形成的天体。

第一个结论就牛顿引力理论或广义相对论来说都是一

样。第二个结论当然只能靠广义相对论来得到，因为牛顿的

引力理论不适用于强场情况。先讨论第一个结论的观测证

实。

强场天体在何处？

1934年巴德和茨维基发表了一篇短文，对找寻这种奇异

的天体提出了一些猜测。这篇文章行文之短，涉及面之多，预

测之大胆和准确在物理学和天文学史上是罕见的。我们与其

复述他们的观点，不如原文照录：

超新星和宇宙线

在每个星系（星云）中，每几百年要发生一次超新星爆发。一个超新星的寿命

大约是二十天，当它们绝对亮度极大时，可高达

Mv＝-14m。超新星的可见辐

­射­

Lv 大约为我们太阳辐­射­的

108倍，即

Lv＝3.78 × 1041尔格/秒。计算指

出，总辐­射­（包括可见的和不可见的在内）数量大约是

Lr ＝ 107 Lv＝3.78

·93·

× 10× 10尔格/秒。所以，超新星在它的整个寿命中发­射­的总能量为

Er≥105 Lr

＝3.78×1053尔格/秒。如果超新星最初是十分普通的质量为

M＜1034克的

恒星，则

Er /c2与它本身的

M同量级。在超新星过程中，大块的物质湮灭了。

此外，还可以设想，宇宙线是自超新星产生的。假定在每个星云中每一千年左右

有一颗超新星出现，则在地球上所观测到的宇宙线强度将为

σ＝ 2×10-3尔

格／厘米

2·秒量级。观测值约为

σ＝3×10-3尔格／厘米

2·秒作为存照，我们

还提出这样的观点：超新星是表示从普通星到中子星的过渡：所谓中子星，就

是星的最终阶段，它完全由挤得极紧的中子构成。

随后三十多年的观测研究证明巴德和茨维基的立此存照

是正确的。最关键的证据是关于蟹状星云的研究结果。

蟹状星云是银河系中一个弥漫的气状星云。它的光度很

大，差不多相当于

100个太阳的光度。星云的能量从何而来？

这个问题吸引着许多天文学家。

早在

1928年就有人提出蟹状星云与

1054年的超新星

（见第三章）有关。后来又发现星云如今还在膨帐。根据膨胀

速度可以算出星云从膨胀开始到现在大约用了

800年。这个