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霍金辐射再次证明:黑洞不是恒星的尸体

时间:2019-06-05 12:30:48 浏览量:
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霍金辐射与黑洞自发辐射不同,自发辐射是非热辐射,与温度没有关系,霍金辐射是黑体辐射,是标准的热辐射。非热辐射遵从面积定理,在自发辐射过程中,由于不蹲失去电荷和角动量,黑洞的面积不断增加。霍金辐射不遵从面积定理,辐射过程中黑洞面积会减小,黑洞的质量也会减小,直至消失。这就是著名的“霍金辐射”

霍金辐射再次证明:黑洞不是恒星的尸体霍金辐射再次证明:黑洞不是恒星的尸体

1973年,英国著名物理学家史蒂芬-霍金提出了的“霍金辐射”理论,这是一项革命性理论,但是由于逃离黑洞的辐射过于捉摸不定,因此“霍金辐射”很难得以取得实验室的证实。2015年,来自美国和以色列两个独立的研究团队发现了足以支持“霍金辐射”理论的明确证据,他们的发现或将帮助这位伟大的物理学家最终获得诺贝尔奖。

霍金辐射的重要发现,表明史瓦西黑洞不是一个僵死的星,其它任何黑洞都不是恒星的尸体。

黑洞不但不是恒星演化的结局,而且是恒星演化的另一个阶段。恒星变成黑洞之后,还会继续演化,演变成其它的物质形态。霍金究竟是怎么发现黑洞的热辐射的?其实这里面贝肯斯坦的想法对于霍金起到了很大的启发,尽管霍金对贝肯斯坦的想法也是不认可的。但是他从另外一个角度去考虑问题,如果贝肯斯坦的想法是正确的,那么会怎么样呢?

我们来看看贝肯斯坦的想法:他认为,黑洞面积定理似乎跟热力学中的熵很像。惠勒(贝肯斯坦的导师)对他贝肯斯坦这样的想法表示了严厉的批评,当然最初霍金也是这么想的。但是他在逆向思维的思考的时候发现,如果贝肯斯坦说的是真的,那么黑洞的温度就是真温度,黑洞热力学四条定律在本质上就是跟普通热力学的四条定律相对应。

那么物质究竟是怎么从黑洞表面跑出来的?按照我们之前的理解,物质只能单向通过视界落入到黑洞当中。其实,霍金思考这个问题的时候,受到了狄拉克真空涨落思想的影响。他先从最简单的史瓦西黑洞,考虑到黑洞外部紧靠视界的真空涨落。

这里产生的虚粒子对有几种可能:1、自行湮灭;2、两个都调入黑洞。这两种情况肯定是与黑洞辐射没关系的,比较外面看不到了。3、两个虚粒子中一个落入黑洞,另一个飞向远方。正是这种情况导致了黑洞热辐射的产生。这种情况也可以等价滴看成:一个正能粒子逆着时间顺序从奇点穿过视界到达黑洞表面,在那里被视界散射,然后在顺时飞向远方。这就是黑洞热辐射粒子的物理机制。

编辑:时雨
关键词: 霍金辐射黑洞
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