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  • 1 # 科技袁人袁嵐峰

    對這個問題的回答,依賴於你用什麼理論,所以黑洞的概念在科學史上走過了一段否定之否定的歷程。

    最初,人們根本想不到有黑洞這樣的東西。後來,人們認為存在一種完全“黑”的東西,只進不出,把它命名為黑洞。再後來,人們又發現黑洞不是完全黑的,也有可能從中跑出物質來。既然不那麼黑,還叫做黑洞嗎?嘿,這就是認識的深化過程。

    具體解釋一下。

    牛頓力學裡,光不會受到引力的影響,所以不可能存在“連光都跑不出去”的天體。

    愛因斯坦提出廣義相對論後,我們對引力的描述發生了重大的變化:有質量的物體導致時空發生彎曲,只受引力作用的物體在時空中運動時,走的是兩點之間距離最短的路線即“短程線”。如果沒有質量,時空不彎曲,短程線就是直線,這時你看到的就是勻速直線運動。如果有質量,彎曲時空中的短程線變成了曲線,這時在你看來,物體似乎就是在引力下運動。

    因此,按照廣義相對論,包括光在內的所有物質都會受到引力的作用。廣義相對論第一個得到實驗驗證的觀測結果,就是光在經過太陽附近時會被偏折。

    於是人們想到,如果一個星體的引力場足夠強,就會讓光的短程線向回折,以至於永遠都跑不出一個區域。這個星體就被稱為黑洞,這個區域被稱為黑洞的視界。

    按照這個定義,被黑洞吸進去的物質當然就出不來了,因為連光都出不來,其他速度低於光速的東西就更不用說了。

    但是!以上所有討論都是基於廣義相對論的,而還有一個與廣義相對論並列的基本理論叫做量子力學。當你考慮量子力學效應時,就會發現在視界附近的真空不是純粹的空,而是不斷地有虛的粒子和反粒子對在出現和湮滅。如果剛好有一個粒子被黑洞吸進去了,剩下的那個反粒子就會變成實粒子飛出來,相當於從黑洞中飛出了粒子。這是霍金預言的,叫做“霍金輻射”。

    霍金

    如果你要問,霍金輻射觀察到了沒有?當然沒有,否則為什麼霍金一直沒有拿到諾貝爾獎。其實就連黑洞,都還沒有直接觀察到呢!

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