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。
如果處置務視界(亦即黑洞鴻溝)來的光芒永不相互靠近,則事件視界的麵積能夠保持穩定或者隨時候增大,但它永久不會減小――因為這意味著起碼鴻溝上的一些光芒必須相互靠近。究竟上,每當物質或輻射落到黑洞中去,這麵積就會增大;或者如果兩個黑洞碰撞並歸併成一個伶仃的黑洞,這最後的黑洞的事件視介麵積就會大於或即是本來黑洞事件視介麵積的總和。事件視介麵積的非減性子給黑洞的能夠行動加上了首要的限定。我為我的發明如此衝動,乃至於當夜冇睡多少。第二天,我給羅傑・彭羅斯打電話,他同意我的成果。我想,究竟上他此前已經認識到了這個麵積的性子。
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。
看來在大多數環境下,這個建議製止熱力學第二定律遭到違背。但是另有一個致命的瑕疵。如果一個黑洞具有熵,那它也應當有溫度。但具有特定溫度的物體必須以必然的速率收回輻射。從平常經曆曉得:隻要將火鉗在火上加熱,它就會發光發熱,收回輻射。但在高溫下物體也收回輻射;隻是因為輻射量相稱小,在凡是環境下冇有重視到。為了製止違背熱力學第二定律,這輻射是必須的。以是黑洞必須收回輻射。但恰是遵循其定義,黑洞被以為是不收回任何東西的物體。是以,黑洞的事件視界的麵積彷彿不能以為是它的熵。1972年,我和布蘭登・卡特以及美國同事詹姆・巴丁合寫了一篇論文,在論文中我們指出,固然在熵和事件視界的麵積之間存在很多類似點,但還存在著這個致命的困難。我必須承認,寫此文章的部分動機是因為被柏肯斯坦激憤,我