黑洞的最终命运是什么?看完明白了

之前科普Room给大家科普了一些黑洞的知识,趁着大家的热情还在,今天就继续聊一些黑洞相关的东西。

黑洞的最终命运是什么?看完明白了

大部分人都知道,黑洞就像只貔貅,只会一个劲的往里吃东西,光都不给你吐出来。他吃完那么多东西之后,最终会怎么样呢?之前科普Room的有些视频我们有提到过,目前普遍认为所有的黑洞最终都会由于霍金辐射而蒸发殆尽,蒸发过程会非常慢,而且越大的黑洞它蒸发的越慢。

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霍金辐射这个理论是霍金在1974年提出的,但是目前仍处于理论猜想阶段,因为实在检测不到。人类发现的黑洞质量最小的也都顶好几个太阳,这么低的辐射温度已经完全被宇宙微波背景辐射给淹没了,暂时没有任何设备和仪器能够检测的到,所以目前霍金辐射还未被证实。2010年曾有科学家团队宣称,在实验室里制造了类似的现象,但是他只是有霍金辐射的迹象,所以只能说很有可能。不过,霍金辐射这个观点确实已经被主流科学界所认同。顺带提一下它是怎么产生的,简单来说它是由于真空中量子涨落导致的,关于量子涨落知识点我们这次就不细说,下次我会剪辑成视频和大家来分享这个话题,感兴趣的话可以私聊科普,Room单独再聊。当量子涨落现象发生在黑洞视界边缘的时候,如果虚粒子产生在视界之外

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那么它就会变成实粒子,然后逃逸掉,而与它对应的另一个虚粒子,如果刚好出现在视界之内,那就会被黑洞吞了。因为视界之外的粒子是实粒子带有质量,由于质量守恒被黑洞吞掉的粒子,只能有负质量,所以黑洞的质量会慢慢减少,从外界来看,黑洞就好像在慢慢蒸发一样。

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至此黑洞的命运问题貌似已经搞明白了,但是霍金辐射却引出了更大的问题,那就是“黑洞信息悖论”。什么是“黑洞信息悖论”呢?在量子力学中认为信息是守恒的,但是霍金辐射这种热辐射是不带信息的。在此之前,我们讲过有个“黑洞无毛”定理,进入黑洞的物质只会剩下质量、角动量、电荷三个基本量,其他和物质相关的所有信息都丢失了,但即使这样

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我们也可以假定信息有可能保留在视界面上,但是现在你把黑洞都蒸发完了,又是通过不带信息的热辐射方式,这些信息这次就真的丢了,量子力学的“信息守恒”定理岂不被打脸了。

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这个悖论至今为止也没有得到解决,只是目前包括霍金在内,大家都承认信息确实是守恒的,黑洞中的信息将会以某种形式重新出来,但具体是什么形式,这就成了跨世纪的十大物理问题之一,连霍金走之前的最后一篇论文,都还是关于黑洞信息悖论的。

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黑洞最终的命运到底如何,科普Room未来也会持续关注,为大家科普更多的黑洞知识。在此科普Room感谢很多科学家为科学研究做出的巨大贡献,谨以此文缅怀霍金先生。

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