霍金最重要的學術成果:霍金輻射

今天講講霍金最重要的學術成果,霍金輻射。

霍金最重要的學術成果:霍金輻射

霍金

儘管這個成果是個未被證實的成果,否則霍金早就拿諾貝爾獎了,咋回事呢?

我們之前討論的黑洞,只考慮了它的廣義相對論性質,沒有考慮它的量子力學性質。

狄拉克的反粒子理論告訴我們,真空不是空的,而是有量子漲落,咋回事呢?

就是說真空,其實不那麼平靜,它一直在發生正反粒子對的產生以及湮滅。

就好像你在高空,看海平面是非常平靜的,但是海平面有各種小水滴,上上下下,起起伏伏。

一個裝滿水的瓶子,你從裡面挖走一滴水,水裡面就會出來一個泡泡,這個泡泡也會動來動去,就跟個粒子一樣。

霍金最重要的學術成果:霍金輻射

也就是真空並非空的,它隨機地產生正反粒子對,正粒子就好像小水滴,反粒子就好像那個被挖走的小水滴以後,留下的氣泡。

霍金輻射說的是,在黑洞的邊緣,也有這樣的正反粒子在不斷產生,然後由於反粒子在黑洞外的正常時空不能大量存在。

就跟油在水裡一定不能穩定存在,必然要運動到水的表面一樣。

這種在黑洞周圍所產生的正反粒子對,大部分是反粒子剛好被吸到黑洞裡面去了,正粒子在黑洞視界線以外,就有機會可以逃出去,這種正粒子逃出去的集體行為,從統計規律上看,就好像黑洞在輻射一些粒子出來,這就是霍金輻射,是純粹的量子力學效果,

這樣看來,黑洞也不光是一直在吸,它也在向外吐東西,吐的就是霍金輻射,並且,霍金輻射的量是正比於黑洞的表面積,也就是一個球的表面積等於4πr的平方。但是黑洞往裡吸的速度,只正比於黑洞的體積,也就是吐的速度是正比於半徑的平方,吸的速度是正比於半徑的三次方,也就是半徑越大,吸得就比吐得要越快,反之,半徑越小,吐得比吸得快。

比方你半徑等於100的時候,100的三次方是要大於100的平方的。但是如果半徑等於0。1的話,半徑平方等於0。01,是要大於半徑的三次方0。001的。

因此瑞士的LHC大型強子對撞機對撞的時候,就算撞出黑洞,由於它太小了,所以根據霍金的理論,很快會蒸發掉,不用擔心把地球吸進去。

霍金最重要的學術成果:霍金輻射

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