首页 > 时间简史 > 第17章 黑洞不是这么黑的(2)

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遵循爱因斯坦方程E=mc2(E是能量,m是质量,c为光速),能量和质量成反比。是以,往黑洞去的负能量流减小它的质量。跟着黑洞丧失质量,它的事件视界面积变得更小,但是它发射出的辐射的熵过量地赔偿了黑洞的熵的减少,以是第二定律从未被违背过。

辐射出去的正能量会被落入黑洞的负能粒子流均衡。

一个如许的黑洞能够开动10个大型的发电站,只要我们能够把握黑洞的功率就好了。但是,这是非常困难的:这黑洞把和一座山差未几的质量紧缩成比万亿分之一英寸,亦即一个原子核的标准还小!如果你在地球大要上有如许的一个黑洞,就没法禁止它透过空中落到地球的中间。它会穿过地球而来回振动,直到最后停在地球的中间。以是独一的安排黑洞并操纵之发射出能量的处所是环绕着地球的轨道,而独一的使它环绕地球公转的体例是,用在它之前的一个大质量的吸引力去拖它,这和在驴子前面放一根胡萝卜非常相像。起码在比来的将来,这个假想并不实际。

黑洞辐射的思惟是这类预言的第一例,它以根基的体例依靠于本世纪两个巨大实际,即广义相对论和量子力学。因为它颠覆了已有的观点,以是一开端就引发了很多反对:“黑洞如何能辐射东西?”当我在牛津四周的卢瑟福一阿普顿尝试室的一次集会上,第一次宣布我的计算成果时,遭到了遍及质疑。我报告结束后,集会主席伦敦国王学院的约翰・泰勒宣布这统统都是毫偶然义的。他乃至为此还写了一篇论文。但是,终究包含约翰・泰勒在内的大部分人都得出结论:如果我们关于广义相对论和量子力学的其他看法是精确的,那么黑洞必须像热体那样辐射。

当黑洞的质量大于几分之一克时,我用以推导黑洞辐射的近似应是很有效的。但是,当黑洞在它的生命晚期,质质变成非常小时,这近似就见效了。最能够的成果看来是,它起码从宇宙的我们这一地区消逝了,带走了航天员和能够在它内里的任何奇点(如果此中确有一个奇点的话)。这是量子力学能够去掉广义相对论预言的奇点的第一个迹象。但是,我和其别人在1974年利用的体例不能答复诸如在量子引力论中是否会产生奇性的题目。是以,从1975年以来,按照理查德・费恩曼对于汗青乞降的思惟,我开端推导一种更强有力的量子引力论体例。这类体例对宇宙以及其诸如航天员之类的内容的开端和闭幕给出的答案,将在以下两章论述。我们将会看到,固然不肯定性道理对于我们统统的预言的精确性都加上了限定,同时它却能够解撤除产生在时空奇点处的根基的不成预言性。

但是即便到了当时候,它的温度是如此之低,乃至于要用100亿亿亿亿亿亿亿亿年(1前面跟66个0)才全数蒸发完。这比宇宙的春秋长很多了,宇宙的春秋约莫只要100至200亿年(1或2前面跟10个0)。另一方面,正如第六章提及的,在宇宙的极初期阶段存在因为无规性引发的坍缩而构成的质量极小的太初黑洞。如许的小黑洞会有高很多的温度,并以大很多的速率收回辐射。具有10亿吨初始质量的太初黑洞的寿命大抵和宇宙的春秋不异。初始质量比这小的太初黑洞应当已蒸发结束,但那些比这稍大的黑洞仍在辐射出X射线以及伽马射线。这些X射线和伽马射线像光波,只是波是非很多。如许的黑洞几近不配这黑的外号:它们实际上是白热的,正以约莫1万兆瓦的功率发射能量。

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