第16章 黑洞不是这么黑的(1)[第1页/共3页]
以是在事件视界上的光芒的途径必须永久相互平交活动或相互散开。另一种看到这一点的体例是,事件视界,亦即黑洞鸿沟,正像一个影子的边沿――一个即将临头的灾害的影子。如果你看到在远间隔上的一个源,比方太阳,投下的影子,就能明白边沿上的光芒不会相互靠近。
但是,他利用了略微分歧的黑洞定义。他没成心识到,假定黑洞已经停止于不随时候窜改的状况,遵循这两种定义,黑洞的鸿沟并是以其面积都应是一样的。
如果处置务视界(亦即黑洞鸿沟)来的光芒永不相互靠近,则事件视界的面积能够保持稳定或者随时候增大,但它永久不会减小――因为这意味着起码鸿沟上的一些光芒必须相互靠近。究竟上,每当物质或辐射落到黑洞中去,这面积就会增大;或者如果两个黑洞碰撞并归并成一个伶仃的黑洞,这最后的黑洞的事件视界面积就会大于或即是本来黑洞事件视界面积的总和。事件视界面积的非减性子给黑洞的能够行动加上了首要的限定。我为我的发明如此冲动,乃至于当夜没睡多少。第二天,我给罗杰・彭罗斯打电话,他同意我的成果。我想,究竟上他此前已经认识到了这个面积的性子。
看来在大多数环境下,这个建议制止热力学第二定律遭到违背。但是另有一个致命的瑕疵。如果一个黑洞具有熵,那它也应当有温度。但具有特定温度的物体必须以必然的速率收回辐射。从平常经历晓得:只要将火钳在火上加热,它就会发光发热,收回辐射。但在高温下物体也收回辐射;只是因为辐射量相称小,在凡是环境下没有重视到。为了制止违背热力学第二定律,这辐射是必须的。以是黑洞必须收回辐射。但恰是遵循其定义,黑洞被以为是不收回任何东西的物体。是以,黑洞的事件视界的面积仿佛不能以为是它的熵。1972年,我和布兰登・卡特以及美国同事詹姆・巴丁合写了一篇论文,在论文中我们指出,固然在熵和事件视界的面积之间存在很多类似点,但还存在着这个致命的困难。我必须承认,写此文章的部分动机是因为被柏肯斯坦激愤,我感觉他滥用了我的事件视界面积增加的发明。但是,最后发明,他根基上还是精确的,固然是在一种他必定没有预感到的景象下。
我们晓得,任何东西都不能从黑洞的事件视界以内逃逸出来,黑洞如何能够发射粒子呢?量子实际给我们的答复是,粒子不是从黑洞内里出来的,而是从紧靠黑洞的事件视界的内里的“空虚的”空间来的!我们能够用以下的体例去了解这个:我们觉得是“空虚的”空间不能是完整空的,因为那就意味着诸如引力场和电磁场的统统场都必须刚好是零。但是场的数值和它的时候窜改率如同粒子的位置和速率那样:不肯定性道理意味着,人们对此中的一个量晓得得越精确,则对另一个量晓得得越不精确。
开初我觉得这类辐射表白我利用的一种近似无效。我担忧如果柏肯斯坦发明了这个环境,他就必然会用它去进一步支撑他关于黑洞熵的思惟,而我仍然不喜好这类思惟。但是,我越细心考虑,越感觉这近似实在应当有效。但是,最后使我佩服这辐射是实在的来由是,这辐射的粒子谱刚好是一个热体辐射的谱,并且黑洞以刚好制止第二定律被违背的精确速率发射粒子。而后,其别人用多种分歧的情势反复了这个计算。他们统统人都证明了黑洞必须如同一个热体那样发射粒子和辐射,其温度只依靠于黑洞的质量――质量越大则温度越低。