黑洞蒸发完之后是什么？

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黑洞蒸发完之后是什么？

yongbuzai

自从卡尔史瓦西在爱因斯坦引力场方程中发现黑洞的存在之后，科学家一直以为黑洞的寿命是无限的，因为它的引力场连最快的光都逃不出去，自然也就不会发生质量流失，所以当时的科学界认为黑洞是一个只进不出的天体，认为它的寿命是无限的。
但伟大的物理学家史蒂芬霍金在1974年提出来“黑洞辐射”理论，史蒂芬霍金根据量子力学预测黑洞在吞噬物质的同时也会向外发出辐射，而辐射会让黑洞的质量流失，这样一来黑洞就会慢慢“蒸发”掉，这种现象被成为史蒂芬霍金辐射，也是史蒂芬霍金最著名的理论，尽管还没有得到证实。


根据量子力学的不确定性原理，宇宙空间中会随机产生正反粒子湮灭的现象，如果这种现象发生在黑洞表面，那么当正反粒子中的一个被黑洞吞噬之后，另一个粒子拥有质量进而逃逸出黑洞，但是质量和能力都不能凭空产生，所以粒子逃出黑洞的质量和能量都是从黑洞那里“抢来的”
史蒂芬霍金辐射导致了黑洞的寿命不断消失，但这种消失速度和黑洞本身的质量也有很大关系，宇宙中的黑洞质量最小都是太阳的数倍，最大的可达太阳的上亿倍，而质量越大的黑洞史蒂芬霍金辐射反而越弱，所以宇宙中的黑洞寿命都在几百亿年甚至上万亿年，而超大质量黑洞完全蒸发完毕需要10∧90年，当超大质量黑洞也蒸发完毕后，大热寂就是宇宙的终点。


介于黑洞的寿命，人类有生之年是不大可能看到一个黑洞正常蒸发完毕的，但是未来人类可以利用粒子加速器制造小型黑洞，进而研究它的蒸发历程，因为小型黑洞的史蒂芬霍金辐射都十分强烈，往往在产生的一瞬间就会被蒸发，就像水被蒸发一样。

StEwai

答：黑洞蒸发完后，就什么都没有了，全部转化为之前的辐射物质。

黑洞蒸发理论，是史蒂芬霍金在1972年提出来关于黑洞的理论；在广义相对论中，黑洞视界只进不出，但是史蒂芬霍金通过量子力学发现，在黑洞视界处因为量子涨落导致的虚粒子对，会使黑洞向外辐射出正能粒子。



正能粒子有可能逃脱黑洞的引力，这些粒子可以为光子、中子等等，黑洞这种辐射正能粒子的现象，被称为“史蒂芬霍金辐射”。
通过计算发现，黑洞的辐射温度和黑洞质量成反比，也就是说质量越大的黑洞，辐射温度越低，比如：
（1）10亿吨质量的黑洞，辐射温度约1万亿度；
（2）月球质量大小的黑洞，辐射温度约1.7K；
（3）太阳质量大小的黑洞，辐射温度只有6*10^-8K；


而人类发现的黑洞，质量最小的都是太阳质量的好几倍，这么低的辐射温度，已经完全淹没在宇宙背景辐射之中（2.7K），没有任何仪器能检测到。
目前，史蒂芬霍金辐射还未被证实，所以还算是猜想，不过科学界已经基本认同了这个观点。
黑洞在辐射正能粒子后会损失质量，使得黑洞的质量越来越低，如果黑洞的辐射温度比宇宙背景辐射温度低的话，黑洞将可以从宇宙背景辐射中吸收能量，使得“吸入”始终大于“支出”。

所以，只有那些小质量黑洞，才会很快损失质量；比如十亿吨质量的黑洞，寿命是100多亿年，太阳质量大小的黑洞，理论寿命将达到10^65年。

小质量黑洞一旦因辐射损失完质量，那么黑洞就会彻底消失，黑洞的质量也就彻底转化为辐射物质的质量。

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xiexueqiao

黑洞形成主要由两种方式，一种是大质量恒星在燃料耗尽后，发生重力坍缩形成。这种黑洞由于受恒星本身质量的上限（约150倍太阳质量）和超新星爆发损失的大部分质量所影响，质量不会太大。第二种是在宇宙刚诞生时由于空间物质的密集和高压，大质量的星云甚至没有形成恒星就直接坍缩成了黑洞，这种黑洞的质量可以很大，也可以很小，甚至不受奥本海默极限的限制（可以小于三倍太阳质量）。

上过世纪70年代以前，科学家一直以为黑洞就是一个只吃不拉的貔貅，史蒂芬霍金改变了人们的这个观点。史蒂芬霍金创造性的将量子力学与广义相对论结合起来对黑洞进行研究发现，黑洞会蒸发质量。
由于海森堡不确定性原理，真空是不可能存在的，它会随机的产生许多粒子-反粒子对，产生的同时又湮灭了。在宏观上来看，并没有质量产生。但如果这对粒子出现在黑洞视界的表面，其中一个粒子可能会被黑洞吞噬。这样，另一个粒子就会被提升为有质量的粒子并逃逸掉。由于能量守恒，质量不可能无缘无故的产生，所以，逃掉的粒子的质量实际上是黑洞赋予的。这就是史蒂芬霍金辐射。
图：史蒂芬霍金辐射


史蒂芬霍金辐射十分的微弱，一个只有太阳质量的黑洞表面的温度都只有60纳开，远低于2.7开的宇宙背景辐射，所以，只要宇宙没冷却到低于60纳开的温度，它的质量就不会减小。这样，一个太阳质量的黑洞蒸发就需要10∧58年来蒸发0.0000001%的质量。但黑洞越小，表面温度越高，月球质量的黑洞表面温度与宇宙背景辐射差不多，所以它不会变大也不会变小；一个量子黑洞的温度可以高达上千万度，在它产生的瞬间就被蒸发完了。这就是一些质量较小的太初黑洞消失的原因。
被史蒂芬霍金辐射蒸发完的黑洞不会形成什么天体，就如同水被太阳烤干一样，什么都不会剩下。根据宇宙终结理论之一的热寂说，超大质量的黑洞的蒸发完毕也就意味宇宙的终结～差不多要10∧90年。所以，不用担心，人类应该在这之前早就灭绝了。

discuznt

黑洞有没有，我们理解是烧炭作用，柴禾烧完了剩点灰烬，这始终是我们的朴素规则。我认为，黑洞是宇宙运转产生的类似地球的台风风眼，没有什么，也不存在虫洞的穿越。我们就在这里，宇宙何其大，我们根本掌握不了。所以一切科学都到了尽头，我们掌握的是自生自灭和谐相处，关于医学能治病更是扯淡而已