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研究表明,黑洞存在溫度,以霍金輻射的形式蒸發,並且黑洞熱力學性質是相反的,越蒸發溫度越高,蒸發越快,最終將消失,為什麼黑洞具有面積不減的理論?
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  • 1 # 重粒子風暴

    我認為黑洞只是恆星或恆星系正常生命過程中的最後一個階段,吸收物質,視界變大,不吸收物質,視界變小,一般以爆炸結束。吸收物質,視界變大,但禁錮物質的能力下降,吸收的越快,生命結束的越快。

  • 2 # 刁博

    霍金在1971年證明了黑洞面積定理:黑洞的面積在順時方向永不減小。霍金還給出過霍金輻射,即黑洞並非只吞不吐,霍金輻射可以使黑洞的質量減小。黑洞的質量減小後,黑洞的視介面積也會跟著減小。霍金輻射以及黑洞面積不減定理都是霍金給出的,兩者矛盾嗎?

    黑洞的面積不減定理很容易理解,用到的知識也並不高深。黑洞的邊界被稱作視界,黑洞視界的半徑被稱作史瓦西半徑。拉普拉斯用經典物理學就曾得到過和史瓦西給出的一模一樣的黑洞半徑公式,黑洞的質量越大史瓦西半徑就越大。一個黑洞憑藉其強大的引力不斷吞噬物體,質量就會變得越來越大,這樣其視界半徑或視介面積就會不斷增大。

    另外,透過經典理論計算也能夠知道,兩個黑洞合併為一個黑洞後,新的黑洞視介面積也會大於之前兩個黑洞的視介面積之和。

    黑洞的蒸發理論是霍金將量子場論應用到黑洞問題上得出的結論。按照量子場論,真空並非是虛空的,會存在正反粒子的產生湮滅。如果在黑洞附近產生出了一對正反粒子,有可能會存在這樣一種情況,反粒子被黑洞吞噬了正粒子沒有被吞噬掉,這就表現為一個正粒子從黑洞中輻射出來,並且被黑洞吞噬的反粒子恰好能夠使黑洞減小一個粒子的質量。霍金透過計算發現,黑洞吞噬一個反粒子的機率要比吞噬一個正粒子的機率高,這樣黑洞的質量就會減小。在黑洞質量減小的過程中,黑洞的視介面積會不斷的減小。長此下去,黑洞就會逐漸被蒸發掉。

    霍金輻射溫度與黑洞的質量有關,黑洞的質量越大霍金輻射溫度就越低。恆星坍縮形成的黑洞,質量再小也要超過3個太陽的質量,對這樣的黑洞來說,即使它不吞噬物體,霍金輻射造成的質量減小也很難觀察到。只有質量很小的迷你黑洞,霍金輻射才會使它快速蒸發掉。不過蒸發的實在是太快了,人類還來不及探測到迷你黑洞,它就蒸發掉了。尋找迷你黑洞一直是科學家的一個夢想,到目前也未發現過。

    至此可以認識到,大質量的黑洞根本不必考慮量子場論導致的霍金輻射,直接用經典黑洞理論就能得出面積不減定律。只有微觀中的迷你黑洞才會明顯受黑洞蒸發的影響。這有點類似在不同的領域要分別使用牛頓力學和量子力學。

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