時間簡史_第16章 黑洞不是這麼黑的(1) 首頁

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我們曉得,任何東西都不能從黑洞的事件視界以內逃逸出來,黑洞如何能夠發射粒子呢?量子實際給我們的答覆是,粒子不是從黑洞內裡出來的,而是從緊靠黑洞的事件視界的內裡的“空虛的”空間來的!我們能夠用以下的體例去瞭解這個:我們覺得是“空虛的”空間不能是完整空的,因為那就意味著諸如引力場和電磁場的統統場都必須剛好是零。但是場的數值和它的時候竄改率如同粒子的位置和速率那樣:不肯定性道理意味著,人們對此中的一個量曉得得越精確,則對另一個量曉得得越不精確。

比方,考慮一盒氣體分子的體係。分子能夠以為是不竭相互碰撞,並不竭從盒子壁反彈返來的康樂球。氣體的溫度越高,分子活動得越快,如許它們撞擊盒壁越頻繁也越短長,並且它們感化到壁上的向外的壓力越大。假定初始時統統分子被一隔板限定在盒子的左半部。如果接著將隔板撤除,這些分子將趨勢散開並充滿盒子的兩半。在今後的某一時候,統統這些分子偶爾會都呆在右半部或回到左半部,但占絕對上風的能夠性是,分子的數量在擺佈兩半大抵不異。這類狀況比本來的統統分子都在一個半部的狀況更加無序。是以,人們說氣體的熵增加了。近似地,假定我們從兩個盒子開端,將一個盒子充滿氧分子,另一個盒子充滿氮分子。如果把兩個盒子連在一起並移去中間的壁,則氧分子和氮分子就開端異化。在厥後的時候,最能夠的狀況是兩個盒子都充滿了相稱均勻的氧分子和氮分子的異化物。這類狀況比本來分開的兩盒的初始狀況更無序,即具有更大的熵。

但是,他利用了略微分歧的黑洞定義。他冇成心識到,假定黑洞已經停止於不隨時候竄改的狀況,遵循這兩種定義,黑洞的鴻溝並是以其麵積都應是一樣的。

開初我覺得這類輻射表白我利用的一種近似無效。我擔憂如果柏肯斯坦發明瞭這個環境,他就必然會用它去進一步支撐他關於黑洞熵的思惟,而我仍然不喜好這類思惟。但是,我越細心考慮,越感覺這近似實在應當有效。但是,最後使我佩服這輻射是實在的來由是,這輻射的粒子譜剛好是一個熱體輻射的譜,並且黑洞以剛好製止第二定律被違背的精確速率發射粒子。而後,其彆人用多種分歧的情勢反覆了這個計算。他們統統人都證明瞭黑洞必須如同一個熱體那樣發射粒子和輻射,其溫度隻依靠於黑洞的質量――質量越大則溫度越低。

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