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  • 1 # 高個兒12

    這個問題有意思。

    先看比熱容是什麼:比熱容是單位質量物質的溫度每升高1度所需要的能量。國際單位制中質量單位是Kg,溫度單位為開爾文,能量單位為焦耳,所以比熱容的單位是焦耳每千克開爾文[J/( kg · K )]。

    再來黑洞的溫度,據(大部分為霍金的工作)物理學研究表明,它並非完全黑的,它和宇宙中的其他物質一樣會發出輻射(霍金輻射),因此也具有溫度,其溫度和質量成反比。更精確地講,此溫度由下式給出: T=hc^3/8πkGM。(C)表示光速,(h)是普朗克常數,(G)是牛頓引力常數,而(k)是玻爾茲曼常數,(M)表示黑洞的質量。因此黑洞質量越小,其溫度越高。

    再看黑洞是怎樣吸收能量的。對於黑洞來說,無論怎樣質量和能量,其實都是一回事,質能方程在黑洞這裡完美地體現,無論什麼,被它吃進去就進入奇點,變成了黑洞的質量,如同無論吃什麼都胖的減肥愛好者。而質量的增加給黑洞帶來的是溫度的降低,於是黑洞就有一個奇特的特性:比熱容是負的,你越想加熱它,給它傳遞能量,它就越冷,同時越“胖”。太陽質量的黑洞,它的溫度只有10的負7次方開爾文,相當寒冷,更大質量黑洞的溫度更低。

    反過來,小黑洞的溫度卻很高,越會和一切高溫物體一樣不斷輻射能量,越小的黑洞輻射越強,同時黑洞自身質量不斷減小(黑洞的蒸發)。於是黑洞的質量(等效於能量)越散失,溫度越高,同樣體現了黑洞的負比熱容。

    試著回答完這個問題,還要請教一下@李永樂老師 ,是否正確,煩請指正。

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