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第15章 霍金辐射

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面对黑洞的一系列问题,包括霍金在内的很多物理科学家,都对这个问题感到困惑。

毕竟这个大家伙就好像开挂一样,他是因为符合了很多定律而形成了,但形成之后又违反了很多定律,这其中就太矛盾了,属于那些最求优美而简介规律的物理学家们,简直就像看某种电影不按快进似的,难受的想抓墙。

但是利用量子理论,斯蒂夫·霍金成功地回答了这个问题,霍金发现,黑洞的确会发射出粒子,但这些粒子,并不是从黑洞里面跑出来的,而是从黑洞边缘的空虚的空间里,无中生有变出来的,就好像是变魔术一样。

要理解霍金的这个说法,最关键的一点,是理解量子理论中的“不确定性原理”。

根据这个原理,当我们对粒子或者引力场、电磁场的行为进行测量的时候,就会发现,如果我们对其中一个物理量测量得越准确,那么对另一个物理量的测量就越不准确。比方说啊,你对粒子的速度测量得越精确,对粒子的位置就了解得越模糊,人类不可能同时掌握粒子的精确位置和精确速度。

简单来说,如果你把粒子放在一个广阔的空间,那它的移动速度就非常容易监测,但是他的位置就很难确定了,因为这个空间区域内,它可以自由的移动,根本没有任何规律可循。

而如果你把这个粒子放在一个很小的空间里,这样位置就确定在一个很小的固定范围,但这个时候粒子会非常疯狂,胡乱冲撞,因为控制在很小的范围内,它的位置就可以缩小到这个范围,相对比较明确了吧?但因此它会无比疯狂,因此速度就难以确定了。

知道这个,接下来就比较容易解释了,根据不确定性原理,即使是看起来什么都没有的空虚的空间,在微观上其实也是波澜起伏的,在一个很微观的世界内,无时无刻都发生着惊涛骇浪般的巨变。

想象一下,如果一片空间是完全空虚的,那就代表其中的引力场或者电磁场的强度是0,变化率也是0,这两个物理量就同时被确定了。但是,这显然违反了不确定性原理,在已知的宇宙规律中,是不可能的事情。

那空虚的空间里,到底有些什么东西呢?

这可是非常有趣的事情了,在空虚的空间里,其实时时刻刻都在产生成对的粒子。为了保持能量守恒,这些粒子有的带有正能量,有的带有负能量,它们碰撞到一起,又会同时湮灭,就想宇宙最初时候的那样。

既然了解到这里,我们就可以继续了解一下,霍金对黑洞辐射的解释是什么意思了。

霍金提出,黑洞的边缘虽然看似是虚空的,但实际上,是在一刻不停地产生成对的粒子,其中带有负能量的粒子,就会被吸到黑洞里去,但还有一些带正能量的粒子,就好像被幸运女神眷顾的一样,可以从黑洞的边缘逃脱,跑到黑洞以外的其他地方去。

如果我们站在黑洞外面看的话,就好像是黑洞在不断地向外发射粒子,这就是黑洞辐射,也叫“霍金辐射”。正是因为有这种辐射的存在,霍金才会说,黑洞其实并不是完全黑的。

霍金辐射在物理学上是拥有很崇高的意义的,是一个极富价值的理论,因为黑洞理论的诞生,是利用广义相对论算出来的,虽然这不是爱因斯坦最初发现的了,甚至最开始爱因斯坦还否定黑洞,但这就是相对论衍生出来的理论。

而黑洞的辐射,又跟量子力学有关!

也就是说,霍金辐射是把广义相对论、量子力学、热力学结合起来的一次尝试,所以虽然霍金辐射在诞生的时候,人类还并没有被观测到,但仍然具有很高的理论价值,直到今天,就更是如此了,因为今天的人类已经完全可以证明他的正确性了。

如此看来,霍金对于黑洞研究的贡献,大概就了解了。

霍金提出,虽然黑洞引力极大,连光都逃不出去,但黑洞也并不是完全黑的!根据量子理论中的“不确定性原理”,黑洞边缘的虚空中会不断地产生成对的粒子,负能量的粒子会被黑洞吸收,但有些正能量的粒子却从黑洞边缘逃脱了。在外界看来,这就好像是黑洞一直在往外发射粒子,这就是黑洞辐射,也叫霍金辐射。

原本连光都逃出来的黑洞,这人类几乎完全无法探测到的天体,就这样,让人类有了可以“看”到他的办法。

了解了这些,也就知道唐毅现在的脑子里基本在想什么了,没错,他现在想的就是黑洞并不是那么绝对的对一切都有统治地位!也不是任何东西都不能逃脱出来!因此他很相信自己的判断。

自己梦境的那个人,就是层次空间里面的人!

第一次的梦境,并不是在黑洞附近,而是在快要到奥尔特云的位置,因此,这能证明什么吗?

因为唐毅觉得,对方一定是在它所在层次空间的黑洞附近,和自己发生了联系,然后让自己去黑洞附近,也是为了方便他们的沟通,也许两个人都在最容易沟通的条件下,才更容易沟通吧?

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