什么是霍金辐射?
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霍金辐射描述了由的边界。 这种辐射意味着其温度与其质量成反比。
换句话说,黑洞越小,它发光的温度就越高。
虽然它有从未被直接观察到,霍金辐射是由以下支持的预测广义相对论和量子力学的组合模型。 它以杰出物理学家的名字命名,他于 1974 年发表了纸标题为黑洞爆炸?争论他们的存在。
如果事实证明,霍金辐射将意味着黑洞可以发射能量,因此尺寸会缩小,这些极其致密的物体中最小的一个会在一阵热气中迅速爆炸(而最大的一个则在数万亿年的时间里在冷风中缓慢蒸发) )。
黑洞为什么会发光?
每当物质进入黑洞时,它就会被有效地锁定,与宇宙的其他部分隔离。 这也消除了一定程度的混乱。 一个典型的物理学家称之为熵。
由于物质的去除使宇宙不再那么无序,因此人们认为它打破了热力学第二定律。
美国普林斯顿大学物理系学生名叫雅各布·贝肯斯坦指出,受黑洞疯狂引力影响最大的空间周围的边界——一个称为“表面”的“表面”事件视界– 当物质落入时面积应该增加。
他展示了这个区域如何代表熵的度量,否则就会丢失熵,这一建议应该可以解决这个悖论。
霍金不太确定。 熵是描述热能的另一种方式,热能必然会发出辐射。 如果事件视界具有熵,它应该以某种方式发光,这意味着黑洞毕竟不会那么黑。
在努力反驳贝肯斯坦看似荒谬的建议时,霍金与其他物理学家进行了讨论,并试图用数学模型证明这是不可能的。
相反,他发现黑洞似乎确实发出冷光。
黑洞如何产生霍金辐射?
从黑洞事件视界附近发射粒子的物理过程相当复杂,这依赖于对量子场论数学的扎实理解。
它是通常描述的这是从真空中自然出现的孪生“虚拟”粒子被重力分离的结果。 通常它们会重新组合并抵消,但在这种情况下,分裂会使每对中的一半作为实际辐射逃逸。
事实上,霍金自己的通俗解释数学描述了受极端重力影响的转瞬即逝的虚拟粒子,由于极端重力为粒子提供了负能量,其中一半从黑洞中移除了质量。
其他物理学家也有这样的感觉粒子的“局部”描述沿着一条假想线分开是一种误导。
虽然我们需要一个关于引力在量子力学中的作用的完整理论来正确地映射这种相互作用,但霍金的结论表明弯曲空间如何扰乱事件视界附近场中量子特性的混合,以至于黑洞“分散”一些功能,同时保持其他功能完好无损。 正是这些完整的特性类似于特定的辐射温度,并且可以导致黑洞收缩。
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