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  • 1 # 郭哥聊科學

    第一個問題,什麼是黑洞?

    其實,隨著這些天人類首張黑洞照片的釋出,我想很多小夥伴們都已經知道了,在我們的宇宙中,存在著一種大質量的天體,它們的質量大到足以讓光都跑不出來,這就是我們所知道的黑洞了。

    第二個問題,什麼是霍金輻射?

    在廣義相對論預言了黑洞這種天體的存在之後,早期人們普遍認為黑洞就是光和物質通吃,什麼都不吐出來的天體。但隨著對黑洞的理論研究的深入,最先發現的是黑洞的超輻射和自發輻射。霍金在研究了黑洞的超輻射和自發輻射之後,提出了自己的霍金輻射理論。這個理論跟超輻射和自發輻射不同,超輻射和自發輻射不是熱輻射,它們遵從面積定理,在輻射過程中,由於不斷拋棄電荷和角動量,黑洞面積繼續增大。而霍金輻射是熱輻射,它不遵從面積定理,輻射過程中黑洞面積會縮小,黑洞的質量會減小。也就是說,黑洞的霍金輻射告訴我們,會有物質從單向膜區跑出來,成為熱輻射。

    第三個問題,如何觀測到霍金輻射?

    我想這個問題其實是毫無疑問的,我們的科學家能利用現在的技術觀測到霍金輻射。第一種觀測證據,天文學家現在經常能在銀河系和附近星系中觀測到一些比較小的黑洞的形成和消亡,這些黑洞的質量大約為1個太陽的質量,它們的產生和消失是比較快的,在大約一個地球年,它們就能消失殆盡,把物質還給宇宙。其實這個過程就是霍金輻射為主的一個過程。

    第二個觀測證據是實驗室觀測證明,目前科學家已經有能力在實驗室製造出一個微型的黑洞,2009年10月,中國南京市東南大學的科學家崔鐵軍和程強將納瑞馬諾維和基爾迪謝維的理論應用為實踐,建造了一個微波頻率的"人造黑洞"。製造出"人造黑洞"的是中國東南大學的一個研究組,崔鐵軍教授和程強教授是其中最主要的兩位研究者。這個黑洞能束縛住微波,雖然它們的存在時間還非常短,但足以證明霍金輻射的存在,因為它們消失的過程就包含霍金輻射。

    總結:從前面的分析看,以我們人類目前的技術條件看,對於觀察小質量黑洞的霍金輻射效應是有能力辦到的。但是對那些質量很大,還有三毛的黑洞來說,還是無能為力的,因為霍金輻射跟吸積盤發出的炙熱光芒相比實在是太微弱了,它們會淹沒在嘈雜的訊號當中,使得我們現在還無法探查。

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