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我的天,黑洞居然也有壽命?黑洞居然會蒸發掉,無法永...

作者:宇宙的秘密

我的天,黑洞居然也有壽命?黑洞居然會蒸發掉,無法永久存在?那理論上講,黑洞究竟能存在多久?你知道嗎,黑洞并不是永恒的,它們會因為一種叫做霍金輻射的過程而逐漸失去品質,最終消失。霍金輻射是由英國實體學家史蒂芬·霍金在1974年提出的一種量子現象,涉及到黑洞的引力場和真空的量子漲落。

簡單來說,霍金輻射的原理是這樣的:在真空中,會不斷地産生和湮滅一對一對的虛粒子,這些虛粒子是一種瞬時的量子波動,它們沒有實際的存在。但是,如果這些虛粒子對 恰好出現在黑洞的事件視界附近,就有可能發生一種奇妙的現象:其中一個虛粒子被黑洞吞噬,而另一個虛粒子則逃離了黑洞的引力範圍,變成了一個真實的粒子。這樣,對于遠處的觀察者來說,就好像黑洞發射了一個粒子一樣。

但是,這個過程并不違反能量守恒定律,因為那個逃離的粒子必須從黑洞本身擷取能量。是以,每當發生一次霍金輻射,黑洞就會損失一點點品質和能量,進而導緻它縮小和蒸發。這種輻射是一種熱輻射,它的溫度和黑洞的品質成反比。也就是說,越大的黑洞,輻射得越慢,溫度越低;越小的黑洞,輻射得越快,溫度越高。

那麼,理論上來說,一個黑洞可以存在多久呢?

這要看它的初始品質有多大。

一般來說,天文學上觀測到的黑洞,都是由大品質恒星坍縮而形成的,或者由多個黑洞合并而形成。這些黑洞都非常巨大,它們發出的霍金輻射非常微弱,遠遠小于宇宙背景輻射。是以,在目前的宇宙環境下,這些黑洞實際上還在不斷地吸收物質和能量,并增加自己的品質。要等到宇宙背景溫度低于它們自身溫度時,它們才會開始真正地蒸發。

根據計算 ,一個太陽品質大(約2乘10的30次方千克)的恒星品質黑洞,需要大約10的67次方年才能完全蒸發。而一個銀河系中心(約4×10的6次方太陽品質)的超大品質黑洞,需要大約10的100次方年才能完全蒸發。這些數字都遠遠超過了目前宇宙的年齡(約14×10的9次方年),甚至超過了普朗克時間(約10的-43次方秒)和普朗克長度(約10的-35次方米)所定義的最小時間和最小長度 。

是以,在可預見的未來内,我們是不太可能看到一個黑洞消失的。

但是,如果存在一種特殊的黑洞,它的品質非常小,甚至小于月球的品質(約7×10的22次方千克),那麼它的溫度就會非常高,它的蒸發速度就會非常快。這種黑洞被稱為微型黑洞,它可能是在宇宙大爆炸時由高密度的物質壓縮而成的原初黑洞,也可能是在高能粒子對撞時由額外次元的效應産生的。這些微型黑洞的壽命可能隻有幾秒甚至更短,它們在蒸發過程中會釋放出大量的粒子和輻射,形成一個強烈的閃光。這種閃光可能是一種新的宇宙信号,也可能是一種新實體現象的證據。

目前,科學家們還沒有觀測到微型黑洞或霍金輻射的存在。有些人認為,在歐洲的大型強子對撞機中,有可能産生一些微型黑洞,并觀測到它們的蒸發信号 。有些人則認為,在深空探測中,有可能捕捉到一些原初黑洞的閃光信号 。

那麼,你覺得黑洞會蒸發麼?

我們這個宇宙是不是就在一個黑洞之内?

#頭條挑戰創作賽#

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