第16章 黑洞不是这么黑的(1)[第2页/共3页]

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。

在1970年之前，我关于广义相对论的研讨，首要集合因而否存在一个大爆炸奇点。但是，同年11月我的女儿露西出世后不久的一个早晨，当我上床时，开端思虑黑洞的题目。我的残废使得这个过程相称迟缓，如许我有大量时候。当时候还不存在关于时空的那些点是在黑洞以内还是在黑洞以外的准肯定义。我已经和罗杰・彭罗斯会商过将黑洞定义为不能逃逸到远处的事件调集的设法，这也就是现在被遍及接管的定义。它意味着，黑洞鸿沟――即事件视界――是由刚好不能从黑洞逃逸，而只在边沿上永久回旋的光芒在时空里的途径构成的 。这有点像从差人那边逃开，但是仅仅保持比差人快一步，而不能完整逃脱的景象！

热力学第二定律是这个看法的一个精确描述。它陈述道：一个伶仃体系的熵老是增加的，并且将两个体系连接在一起时，其归并体系的熵大于统统伶仃体系熵的总和。

1973年9月我拜候莫斯科时，和苏联两位最首要的专家雅可夫・捷尔多维奇和亚历山大・斯塔拉宾斯基会商黑洞题目。他们压服我，遵循量子力学不肯定性道理，扭转黑洞应当产生并辐射粒子。在物理学的根本上，我信赖他们的论点，但是不喜好他们计算辐射所用的数学体例。是以，我动手设想一种更好的数学措置体例，并于1973年11月尾在牛津的一次非正式会商会大将其公布于众。当时我还没计算出实际上有多少辐射。我预感要发明的恰是捷尔多维奇和斯塔拉宾斯基预言的从扭转黑洞收回的辐射。但是，当我做了计算，使我既诧异又恼火的是，我发明乃至非扭转黑洞明显也应以稳定速率产生和发射粒子。

人们能够将这些起伏了解为光或引力的粒子对，它们在某一时候同时呈现，相互分开，然后又相互靠近，并且相互泯没。这些粒子正如同照顾太阳引力的虚粒子：它们不像真的粒子那样，能用粒子探测器直接察看到。但是，它们的直接效应，比方原子中的电子轨道能量产生的藐小窜改，可被测量出，并和实际预言分歧的程度，令人非常惊奇。不肯定性道理还预言了存在近似的虚的物质粒子对，比方电子对和夸克对。但是在这类景象下，粒子对的一个成员为粒子，而另一成员为反粒子（光和引力的反粒子和粒子不异）。

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。