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黑洞本应该“漆黑一片”,为什么会发光?霍金辐射揭示真相

电影时间:1年前阅读:30

茫茫宇宙大到很多东西我们无法探索,我们不知道到底有没有外星文明,也不知道有没有适合人类生存的环境?就我们目前了解的情况来说,我觉得最神奇的当属黑洞,好像能够吞噬一切,让人望而生畏。黑洞是什么?它是如何形成的?最最重要的是,本来应该“漆黑”一片的黑洞,为什么会发光?

黑洞本应该“漆黑一片”,为什么会发光?霍金辐射揭示真相

“一片漆黑”的黑洞我们平时所见的黑色的事物,其实还都是有其光线可以被我们看到的,比如黑色的东西,实际上它们还都是可以反射一些光线可以目睹的,再如在伸手不见五指的黑夜里,没有星光和月光,也没有灯光,可以说是足够黑了,然而其实自然界中有很多的东西可以发出红外光乃至x光等光线,也有不少东西可以发出可见光,所以在黑夜里适应一会儿,我们的眼睛还是可以感知一些物体。

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但是黑洞就不一样了,它黑到让我们看不到任何事物,不可能会发出红外光,x射线或者伽马射线,所有的电磁波在它附近都是会被它的强大引力场吸收到里面的,因此可以说它黑到让我们无法感知关于它的任何电磁波光线,比我们所知晓的“黑”都黑。

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霍金辐射根据爱因斯坦的经典引力理论,黑洞是一个时空区域,它具有极强的引力场,任何东西都无法逃脱(即使是光也不能)。这个性质的一个结果就是黑洞永远不会缩小。然而,如果考虑量子效应,这种情况就会发生巨大变化。由于黑洞表面附近(所谓的视界)的量子场的真空涨落,黑洞会发射出粒子,如光子、中微子和其他粒子。因此,黑洞并不是完全“黑的”,这一突破性的发现者是英国著名物理学家斯蒂芬·霍金。

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长期以来,科学家们一直认为,当一个黑洞死亡时,其内部的一切事物也都将随之消亡。而“史蒂芬霍金辐射”理论认为,黑洞应该有能力产生热量并释放亚原子粒子,直到它们能量完全耗尽,这一过程就是所谓的“史蒂芬霍金辐射”。

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他用自己的方式对广义相对论和量子力学进行结合,建立了后来称为弯曲时空量子场论的合并理论,并以此证明了黑洞辐射——黑洞真的会在真空涨落下不停往外辐射各种粒子!第二年,即1974年3月,霍金在《自然》杂志发表了他这一重要发现。

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然而霍金的计算不单证明了旋转的黑洞会产生辐射,他同时了证明即使黑洞停止旋转,依然会以一定的速率向外辐射能量。这意味着黑洞会随着辐射而渐渐变小。那么问题来了,渐渐变小的黑洞最终会怎么样?霍金指出它将有可能在一次剧烈的辐射爆发中消失殆尽。

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霍金对黑洞的理论得到证实两个中子星在2017年时发生了史诗级的碰撞,这是不断给予我们的科学礼物。当他们合并时,引力波在宇宙中扩散开来。现在这个事件的反响可以证实一个有着数十年历史的黑洞假说。研究引力波数据的天文学家认为他们没有找到回声存在的证据—一些只能存在于霍金辐射所产生的“量子模糊”的回声。

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因此,现如今来看,这个理论情况是存在的,不过关于黑洞目前还有很多的未知,哪怕是霍金蒸发理论,现如今也没有被完全证明正确性,因为随着黑洞蒸发,视界变小之后,广义相对论与量子力学就存在着矛盾了,所以一切还都依赖于今后科技的发展。

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总结:对于黑洞的深入研究,有助于破解一些宇宙中的基本奥秘。也许你就是那个解开谜题的人也说不定,看好你们哟。

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