|
发表于 2019-6-12 23:00:35
黑洞是宇宙中最极端的天体之下,它对周围时空产生了巨大的引力作用,不允许任何物体逃脱,甚至连光都不允许。看似不可一世的黑洞却被极小的东西所左右,量子力学的法则会导致黑洞最终从宇宙中消亡。量子力学认为,真空中会随机出现一对正反虚粒子,它们很快会互相湮灭而消失。然而,如果这种现象出现黑洞的事件视界附近,正反虚粒子对将不会发生湮灭,而是其中一个子落到黑洞之中,另一个粒子逃逸出来,并带走黑洞的能量,这就是史蒂芬霍金辐射。这意味着黑洞不是永恒的,而是不断在失去质量,终有一天它们会从宇宙中蒸发殆尽。那么,黑洞蒸发的速度有多快呢?根据理论推导,对于一个无自旋、不带电的史瓦西黑洞,完全蒸发掉所需的时间可以由如下公式计算出来:
其中G是万有引力常数,M是黑洞质量,是约化普朗克常数(=h/(2π)),c是真空中的光速。
对于一倍太阳质量的黑洞完全蒸发掉所需的时间为2.1×10^67年,相当于2100亿亿亿亿亿亿亿亿年。相比之下,宇宙从诞生到现在才过去了大约138亿年,所以目前宇宙中还没有一个恒星级黑洞蒸发掉。
还有一些理论认为,在宇宙刚刚从大爆炸中诞生不久后,在极端高密度的环境中,一些物质被强行挤压成黑洞。这些黑洞被称作原初黑洞,它们的质量有些很小,所以在宇宙的演化进程中逐渐蒸发殆尽,还有一些质量比较大的原初黑洞可能成为超大质量黑洞的种子。此外,大型强子对撞机可能也会产生某种极其微小的黑洞,但它们的持续时间极为短暂,很快就会因为史蒂芬霍金辐射而消失。 |
|