黑洞的蒸发是怎么回事求详细一点,如果可以,做成PPT或Word发过来

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/11 04:40:48
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黑洞的蒸发是怎么回事
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黑洞的蒸发目前还只是科学家的理论推测,没有任何观测依据,或者粒子物理的实验依据。

而对黑洞内部物理特性的研究,也只能算是刚刚开始。

宇宙创生后开始了大爆炸。10-36秒时,发生了暴涨。此时飞散出无数的泡沫般的小宇宙,在它们的间隙中形成了特小黑洞。这些特小黑洞后来怎么样了?对此,霍金提出了在他的学说中最著名的黑洞蒸发理论。
黑洞作为恒星的归宿被人们挂在嘴边。黑洞虽然是广义相对论的结论,但是在爱因斯坦时代,如此高密度的星体是不可思议的。到了本世纪60年代,各种各样的观测结果使科学家们越来越相信黑洞是真实的存在。70年代后,...

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宇宙创生后开始了大爆炸。10-36秒时,发生了暴涨。此时飞散出无数的泡沫般的小宇宙,在它们的间隙中形成了特小黑洞。这些特小黑洞后来怎么样了?对此,霍金提出了在他的学说中最著名的黑洞蒸发理论。
黑洞作为恒星的归宿被人们挂在嘴边。黑洞虽然是广义相对论的结论,但是在爱因斯坦时代,如此高密度的星体是不可思议的。到了本世纪60年代,各种各样的观测结果使科学家们越来越相信黑洞是真实的存在。70年代后,随着宇宙学的蓬勃发展,人们又意识到黑洞不一定非要有多大,它也可以很小。在当时的宇宙学家们之间流传着这样的话:“有一个名叫斯蒂芬·霍金的年青聪颖的数理学者发表了令人震惊的黑洞蒸发学说。”
以前,人们认为黑洞一旦形成就只能越来越大(黑洞越大,视界的面积就越大,也就是黑洞的膨胀),而决不能缩小乃至消失。但是,一位在当时毫无名气的轮椅上的青年人所发表的推翻常识的观点,令关注黑洞的物理学家们大吃一惊。
黑洞蒸发
因了霍金辐射的存在,黑洞必然是在缓慢的蒸发着的。这种蒸发可视为黑洞和空间的相互作用,它不断地从空间的量子涨落中损失质量,这是一种由引力而起、引力却也无法抗衡的自然减损。
霍金还推导出非旋转黑洞的温度:
T = hc3(立方) / 16kπ3(立方)Gm
黑洞的温度决定了它在宇宙背景下是吸热还是放热,因为宇宙背景辐射相当于一个2.7K的黑体,如果黑洞温度低于此,就足以通过宇宙背景辐射来补偿它的蒸发;但如果黑洞温度高于此,蒸发导致质量减小,从上式可见温度是与质量成反比的,所以黑洞的温度将会升高,这一趋势将最终导致黑洞迅速蒸发殆尽,最后一瞬更是耀眼的爆发。
黑洞的寿命,即它蒸发殆尽所消耗的时间,正比于质量的三次方。太阳质量的黑洞寿命达1064年,十亿吨级黑洞的寿命与宇宙年龄相当,而一千吨级黑洞的寿命仅有1秒。在1秒内蒸发一千吨质量,这令人类的核武器暗然失色。
霍金因而推断,宇宙开辟之初,可能有质量较小的“太初黑洞”诞生,无数的太初黑洞早已在漫长的岁月中蒸发殆尽。时至今日,十亿吨级的太初黑洞应该(霍金非常希望能通过观测确认其存在)正处在耀眼的蒸发旺季,喷射出强烈的X射线和γ射线,全然不符“黑洞”之名。

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我们知道黑洞会吞噬周围所有物体甚至光线或辐射。而且是只进不出。但只有霍金认为并不完全是这样。他认为黑洞也会放出辐射而减少质量。这就是“霍金辐射”。也就是所谓“黑洞蒸发”。但至今未被观测或实验证实(所以他至今未得诺贝尔奖,此事一旦证实当年诺贝尔物理奖肯定非他莫属)。不过霍金当然不会胡乱猜测。他的想法是这样的:太空中无时无刻不在“凭空”生成新的正反粒子对。但平时它们一生成就立即互相湮灭了。所以我们不能...

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我们知道黑洞会吞噬周围所有物体甚至光线或辐射。而且是只进不出。但只有霍金认为并不完全是这样。他认为黑洞也会放出辐射而减少质量。这就是“霍金辐射”。也就是所谓“黑洞蒸发”。但至今未被观测或实验证实(所以他至今未得诺贝尔奖,此事一旦证实当年诺贝尔物理奖肯定非他莫属)。不过霍金当然不会胡乱猜测。他的想法是这样的:太空中无时无刻不在“凭空”生成新的正反粒子对。但平时它们一生成就立即互相湮灭了。所以我们不能观察到它们。而在黑洞周围的引力临界点上一旦出现新生正反粒子对就有这样的可能,其中一个正好被吸入黑洞而另一个正好逃逸。这样被吸入的那个会与里面一个反粒子“湮灭”,而使黑洞里少了一个粒子。这样看起来逃开的那个粒子就像是从黑洞里面“逃逸”的效果完全一样。许多”这种逃逸的粒子就构成了“霍金辐射”。可以看出这种辐射即使有也将微乎其微。只具有理论上的意义。所以人们至今没法找到它。

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