但在低温下物体也发出辐射;通常情况下,只是因为其辐射相当小而没被注意到。为不违反热力学第二定律这辐射是必须
。所以黑洞必须发出辐射。但正是按照其定义,黑洞被认为是不发出任何东西
物体,所以看来,不能认为黑洞
事件视界
面积是它
熵。1972年,
和布兰登·卡特以及美国同事詹姆·巴丁合写
篇论文,在论文中
们指出,虽然在熵和事件视界
面积之间存在许多相似点,但还存在着这个致命
困难。
必须承认,写此文章
部份动机是因为被柏肯斯坦所激怒,
觉得他滥用
事件视界面积增加
发现。然而,最后发现,虽然是在
种他肯定没有预料到
情形下,但他基本上还是正确
。
1973年9月访问莫斯科时,和苏联两位最主要
专家雅可夫·捷尔多维奇和亚历山大·斯塔拉宾斯基讨论黑洞问题。他们说服
,按照量子力学不确定性原理,旋转黑洞应产生并辐射粒子。在物理学
基础上,
相信他们
论点,但是不喜欢他们计算辐射所用
数学方法。所以
着手设计
种更好
数学处理方法,并于1973年11月底在牛津
次非正式讨论会上将其公布于众。那时
还没计算出实际上辐射多少出来。
预料要去发现
正是捷尔多维奇和斯塔拉宾斯基所预言
从旋转黑洞发出
辐射。然而,当
做
计算,使
既惊奇又恼火
是,
发现甚至非旋转黑洞显然也以不变速率产生和发射粒子。起初
以为这种辐射表明
所用
种近似无效。
担心如果柏肯斯坦发现
这个情况,他就
定会用它去进
步支持他关于黑洞熵
思想,而
仍然不喜欢这种思想。然而,
越仔细推敲,越觉得这近似其实应该有效。但是,最后使
信服这辐射是真实
理由是,这辐射
粒子谱刚好是
个热体辐射
谱,而且黑洞以刚好防止第二定律被违反
准确速率发射粒子。此后,其他人用多种不同
形式重复
这个计算,他们所有人都证实
黑洞必须如同
个热体那样发射粒子和辐射,其温度只依赖于黑洞
质量——质量越大则温度越低。
们知道,任何东西都不能从黑洞
事件视界之内逃逸出来,何以黑洞会发射粒子呢?量子理论给
们
回答是,粒子不是从黑洞里面出来
,而是从紧靠黑洞
事件视界
外面
“空”
空间来
!
们可以用以下
方法去理解它:
们以为是“真空”
空间不能是完全空
,因为那就会意味着诸如引力场和电磁场
所有场都必须刚好是零。然而场
数值和它
时间变化率如同不确定性原理所表明
粒子位置和速度那样,对
个量知道得越准确,则对另
个量知道得越不准确。所
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