| 词条 | 霍金辐射 |
| 释义 | § 简介 霍金辐射 霍金辐射（有时也称为贝肯斯坦·霍金辐射 Bekenstein-Hawking radiation）是由英国物理学家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）所提出的解释有关黑洞热力学性能的理论预测。 在“真空”的宇宙中，根据海森堡测不准原理，会在瞬间凭空产生一对正反虚粒子，然后瞬间消失，以符合能量守恒，在黑洞视界之外也不例外。霍金推想，如果在黑洞外产生的虚粒子对，其中一个被吸引进去，而另一个逃逸的情况，如果是这样，那个逃逸的粒子获得了能量，也不需要跟其相反的粒子湮灭，可以逃逸到无限远，在外界看就像黑洞发射粒子一样，这个猜想后来被证实，这种辐射被命名为霍金辐射。由于它是向外带去能量，所以它是吸收了一部分黑洞的能量，黑洞的质量也会渐渐变小、消失；它也向外带去信息，所以不违反信息定律。[1] § 理论 由来 通常情况下，人们认为黑洞会把周边区域的物质和能量吸引进去而形成了一个强大的引力场。然而，1972年以色列物理学家雅各·贝肯斯坦( Jacob Bekenstein)认为黑洞应该具有一个定义明确的熵，由此开始了包括能量发射在内黑洞热力学的研究发展。 1974年，英国物理学家斯蒂芬·霍金计算出黑洞是怎样放发出黑体辐射的精确理论模型。 1975年霍金（Hawking）发表了一个令人震惊的结论：如果将量子理论加入进来，黑洞好像不是十分黑。相反，它们会轻微地发出“霍金辐射”之光。该辐射包括有光子、中子和少量的各种有质量的粒子。 解释 霍金辐射 霍金预言，真空中的能量波动，会促使了在黑洞的事件视界附近产生粒子 - 反粒子对。在这一对粒子有机会相互湮灭之前，其中的一个的落入了黑洞，而另一个却逃逸了。最终的结果是，若有人去观看黑洞，它似乎会发射出了一个粒子。 既然黑洞发射出的粒子具有正能量，那么被黑洞吸收进去的粒子相对于外界宇宙来说就一定具有负能量。 其结果是黑洞损失了能量，因此也损失了质量（因为E = MC2 ） 。 实际上，小型的原始黑洞发射出的能量多于所吸收到的能量，由此导致净质量的损失。大一些的黑洞，如有太阳那样的质量，它所吸收的宇宙辐射的能量多于通过霍金辐射所发射出去的能量。 霍金辐首次提出了怎样深入理解重力与其他形式的能量之间关联的理论预测，这是任何量子引力理论必要的组成部分。[1][2] § 应用 围绕一个虫洞旋转的物质，其方式和围绕黑洞的旋转的物质一样，因为这两种天体都以相同的方式扰乱了其周围的物质运动。不过，也许有一种方法可以用来分辨这两种情况，那就是所谓的霍金辐射，只有黑洞才会辐射出这种粒子和光，而且可能有自己独特的能量频谱。不过这种辐射非常的微弱，非常可能被其他的辐射来源所湮没，例如大爆炸时期留下的宇宙微波背景辐射，所以实际观测这种辐射几乎不可能。 另一个可能的不同之处在于，虫洞没有黑洞的事件界限。这意味着物质可以进入虫洞，也可以再次回来。实际上，理论家称有一类虫洞会链回自己本身，也就是说这种虫洞并不通往另一个宇宙，而是转回到自身来。[3] § 研究 霍金辐射理论模型 2011年，新西兰维多利亚大学科研人员发现，宇宙中许多物体都能发出霍金辐射，霍金辐射比预想的更普遍，因此可以通过研究霍金辐射来了解黑洞寿终时刻的情形。维多利亚大学数学教授马特·维瑟联合西班牙和意大利的同行进行了这项研究。[4] 2010年，意大利米兰大学的科学家佛朗哥·贝乔诺及其同事组成的团队宣称，他们在实验室中创建的“某类现象”，应该就是科学界一直未曾观测到的“霍金辐射”。贝乔诺及同事为了建造出“霍金辐射”，在实验装置中向透明的石英玻璃样本发射了超短(1皮秒)的激光脉冲，产生的折射率分布(RIP)展现出一个“视界线”(一个天文学中黑洞的边界)，在此边界以内的光无法逃离。之后，由成像镜头以90度收集其辐射光子，然后发送到分光仪以及电荷耦合摄像机中。研究人员解释说，此方式可强烈抑制或消除其他类型的辐射，如切伦科夫状辐射、四波混频、自相位调制、荧光等等。最终，观察到的光子辐射迹象让他们相信，这是一个由模拟“视界线”催生的“霍金辐射”。这很可能是人们首次观察到的“霍金辐射”迹象。物理学家们认为，如在未来实验中该结果被证实为“霍金辐射”，其可能对一切黑洞甚至宇宙的最终命运产生重大影响。[3] |
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