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如果黑洞的最后过程不会爆炸呢?普朗克黑洞

科学探索万象经验2023-05-08

要了解这些微型黑洞,我们需要快速回顾一下霍金辐射。霍金的想法真的很巧妙,它来自对黑洞如何与所有基本粒子产生的量子场相互作用的思考。要正确地做到这一点,我们真的需要一个量子引力理论,然而我们现在没有这个理论,而且在1974年肯定也没有。但是霍金使用了一种技巧——一个绝妙的解决方法,来证明如果一个事件视界在真空中形成,那么量子场的真空状态必须被破坏。对于一个遥远的观察者来说,它看起来就像黑洞正在辐射粒子。

霍金甚至弄清楚了辐射应该是什么样子:它应该是热的。粒子能量的分布应该遵循黑体光谱,就好像黑洞有一个真实的温度一样。在对霍金辐射的常见流行科学描述中,我们经常听到粒子-反粒子对出现在事件视界上,其中一个被困,让另一个逃脱。这其实是一种不准确的描述: 辐射不会出现在事件视界的正上方,相反发射粒子的波长大约是整个事件视界的大小,所以它们有点像从黑洞周围的整个区域出现。

如今,大多数物理学家都同意霍金辐射是一回事。研究人员提出了不同的技巧来结合广义相对论和量子力学,他们得出了相同的结论。但这些仍然涉及不同假设的近似值,或者仅在某些理想情况下有效。一个很大的假设是,与最小的量子尺度相比,事件视界附近的空间并没有太强烈地弯曲。当霍金做出这个假设时,这使他能够在数学上将黑洞附近的高重力区域与观察到霍金辐射非常遥远的零重力区域联系起来。