第91章 形成黑洞

    在1974年，史蒂芬.霍金发现了黑洞的蒸发现象，从而改变了黑洞的经典图像：黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，而使质量减小。

    在量子力学里，真空并不意味着没有任何场，粒子或能量。量子真空是一种能量为最低的状态，它只是被称作“真空”而已，实际上能量为零的状态是不存在的。

    霍金的计算表明，黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。它赋予了黑洞一个真实的，在整个视界上同一的，直接由视界处的引力场强度来决定的温度。

    对史瓦西黑洞来说，温度与质量成反比。质量与太阳一样的黑洞，其温度是微不足道的，开氏(即绝对零度以上)十的负七次方度。不是零，但小的可怜;黑洞并不是完全的黑，但一点也不亮。很遗憾，这样低温的辐射实在太微弱了，是不可能在实验室中探测出来的。

    霍金的计算还有一个重要发现：黑洞的质量越小，温度越高，辐射也越强。显然，蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响，而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发的越慢;质量越小的黑洞，温度越高，蒸发的也越快。

    霍金黑洞理论自己推翻

    霍金指出，由于找不到黑洞的边界，因此黑洞是“不存在”的，黑洞的边界又称“视界”。经典黑洞理论认为，黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。

    霍金的最新“灰洞”理论认为，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认，自己最初有关视界的认识是有缺陷的，光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时，它的运动就像人在跑步机上奔跑一样，慢慢地通过向外辐射而收缩。

    霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。

    他1月24日在《自然》报道发表的一篇论文中承认，黑洞其实是“不存在”的，不过“灰洞”的确存在。霍金提出“灰洞”理论是为了解决“防火墙悖论”问题而在“反德西特时空”中的模拟设定，并非黑洞真不存在，只是为了化解广义相对论与量子物理在黑洞中的矛盾。

    黑洞的演变过程：吸积-蒸发-毁灭

    吸积:黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。目前观测到了辐射效率较高的薄黑洞拉伸，撕裂并吞噬恒星

    盘以及辐射效率较低的厚盘。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟也显示吸积黑洞经常出现相对论喷流也部分是由黑洞的自转所驱动的。

    天体物理学家用“吸积”这个词来描述物质向中央引力体或者是中央延展物质系统的流动。

    蒸发：由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了?黑洞喷射物不断变亮

    让黑洞密度无限大，那就说明黑洞的体积要无限小，然后质量要无限大，这样才能成为黑洞。黑洞是由一些恒星“灭亡”后所形成的死星，他的质量很大，体积很小。

    但黑洞也有灭亡的那天，由于黑洞无限吸引，但是总会有质子逃脱黑洞的束缚，这样日积月累，黑洞就慢慢的蒸发，到了最后就成为了白矮星，或者就爆炸，它爆炸所产生的冲击波足以让地球毁灭10^18万亿次以上。科学家经常用天文望远镜观看黑洞爆炸的画面。它爆炸所形成的尘埃是形成恒星的必要物质。

    毁灭：黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。

    霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。

    当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”对大多数黑洞来说可以忽略不计，因为大黑洞辐射的比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。

    黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。

    当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。

    这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。

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