史蒂芬霍金45年前的理论被证实，黑洞果然有些出人意料的“举动”

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黑洞是宇宙中最恐怖的天体，它们拥有着最强的引力，让光都无法摆脱。因此，长久以来，黑洞给了人类一个印象：它就是宇宙中的“貔貅”，什么都吃，而且只进不出。

但是，对于这个说法，著名物理学家史蒂芬霍金表示并不认同。史蒂芬霍金利用量子效应理论，推测出了黑洞会有一种“蒸发”的现象，这导致黑洞也会向外释放一些物质。而且，这个速度有时候可以比黑洞吞噬物质的速度更快，这也就意味着黑洞不一定会永远扩张，有些黑洞反而可以“瘦身”。

史蒂芬霍金指出，按照传统的理论来思考黑洞的话，黑洞周围的环境应该属于绝对的真空，但这是违背量子力学总的不确定性原理。因此，即使是在黑洞周围，也不会出现绝对的真空。

当一处空间趋近于绝对真空的过程中，就会有虚粒子对的出现。所谓的虚粒子对，就是无法被直接观测，只能间接观测的粒子与反粒子。它们通常时瞬间产生，然后瞬间湮灭，无踪无迹。

可是，如果它们产生在黑洞的周围，那就不一样了。由于黑洞引力太强，一旦虚粒子对出现，就会有一个被黑洞吞噬。而被吞噬的那个粒子的反粒子，不仅性质相反，连运动也是完全反向的，它会以相同的速度、相反的方向飞走，就像被黑洞射出去一样。当它远离黑洞的时候，就不再是虚粒子了。

而这个粒子所携带的能量，正是来自于黑洞。因此，这个过程，是黑洞流失自己能量的一个过程，这就是所谓的史蒂芬霍金辐射。

这种现象由于都是粒子的辐射，肉眼看不见，速度也比较慢，就像是水的蒸发一样。因此，这个现象也被称作是黑洞的蒸发。

黑洞的史蒂芬霍金辐射速度，和其本身质量有着密切的关系。一个质量和太阳一样的黑洞，用掉10^65年，也只能流失1%的质量，而像那些超大质量黑洞，或将需要10^90年才能蒸发干净。

史蒂芬霍金辐射的理论一经问世，就轰动了整个世界，让人们认识到了黑洞的另一面。然而，尽管这个理论非常合理，却由于观测难度太高，直到史蒂芬霍金本人去世时，都始终无法被证实（这也是史蒂芬霍金没能获得诺贝尔奖的原因之一）。

2008年6月，美国国家航空航天局发射了费米伽马射线空间望远镜（GLAST），其中的一个重要目的，就是研究史蒂芬霍金辐射。而同时，很多科学家也试图在地球上创造出独特的环境，来研究黑洞的相关特性。

以色列理工学院的物理学家杰夫·施泰因豪尔和他的同事们，利用一种特殊状态的气流来研究黑洞，这就是玻色-爱因斯坦凝聚态。这种状态利用了爱因斯坦对于光子研究的理论基础，可以创造出极其接近于绝对零度的环境。

杰夫·施泰因豪尔利用这个状态，制造了一种气体“瀑布”，像是黑洞吞噬光一样，让气体流向一个地方。同时，他在这个气体瀑布中放置一对声子，类似于黑洞周围的物质与反物质。结果他发现，成对的声子的确会出现一个声子坠入“悬崖”，另一个声子反向逃离的现象，从侧面证实了史蒂芬霍金辐射理论。

当然，这个研究目前还只是开始阶段，只是证明了史蒂芬霍金辐射理论中很少的一部分。至于其他的部分，就有待于进一步的实验了。或者未来的某一天，当人类的科技足以真正到黑洞旁边去观测，答案也将最终揭晓。


本文选自：今日头条