作业帮什么是黑洞的蒸发性?举例
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/07/12 16:57:46
什么是黑洞的蒸发性?举例
什么是黑洞的蒸发性?
举例
什么是黑洞的蒸发性?举例
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.