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  • 1 # 星宇飄零2099

    這張照片並不能證明霍金輻射,這個黑洞照片跟霍金輻射一點關係也沒有。

    這次拍攝的照片主要是基於吸積盤成像的,根據理論預測,超大質量黑洞附近物質在落入黑洞過程中會形成一個巨大的吸積盤,科學家利用毫米波段對吸積盤進行成像,這次採用的是1.3mm的波段進行成像,這個波段屬於無線電波段,但是波長屬於無線電波里比較短的了,而根據理論的數值模擬,由於黑洞巨大的引力作用,在黑洞周圍大約史瓦西半徑5倍的範圍上回產生一個暗影,這是由於這個邊界內外光子的不同行進路徑導致的,內圍光子將多數落向視界,少數能逃逸的也即將產生嚴重的紅移,而外圍的光子將在繞轉數週後逃離黑洞,這就導致該邊界內外處在強烈的亮度變化,這次的拍攝目標正是這個5倍於史瓦西半徑的陰影,而視介面望遠鏡陣列確實把它拍出來了。

    所以黑洞雖然拍出來了,但這跟霍金輻射木有半毛錢關係。根據霍金的理論,霍金輻射的溫度與黑洞的質量成反比,而霍金輻射的溫度則與輻射的波長正相關,對於此次拍攝的超大質量黑洞——M87中心黑洞,質量達到65億倍太陽質量,其霍金輻射的溫度將跟絕對零度差不多,輻射波長遠低於1.3mm,它從視介面附近往外逃逸過程中還有發生引力紅移,即使萬一有部分沿黑洞自旋方向出來的霍金輻射由於多普勒藍移,使其達到1.3mm的波長(這其實根本不可能發生),科學家也完全沒法把它們識別出來,它們與吸積盤產生的光子數量相比也只能忽略不計。

    其實對於霍金輻射,能觀測的只有小型黑洞產生的霍金輻射,對於透過恆星坍縮自然形成的恆星級黑洞,質量至少是太陽的好幾倍,按照霍金輻射公式的計算,其溫度遠低於目前的背景輻射溫度,理論上是很難探測到的,因為這樣的溫度將淹沒在宇宙微波背景輻射下。

    所以當年霍金給出的探測霍金輻射的方案就是超小型黑洞在蒸發晚期加速蒸發升溫的階段,在這個階段霍金輻射的溫度極高,可能會產生一定量的伽馬射線輻射,在一定範圍內,這些伽馬射線輻射理論上可以被探測到,科學家也確實探測到一些伽馬射線源,但到目前為止,還沒有一個被確認為小黑洞的霍金輻射。

    霍金理論假設的這些小黑洞的質量都遠小於太陽質量,因此它們不可能是透過恆星坍縮形成的,按照霍金的推測,它們有可能在宇宙大爆炸初期產生,並延續至今,霍金稱之為原初黑洞。至今科學家還沒證明原初黑洞的存在。

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