黑洞科普（三）：霍金的黑洞理論

　　在黑洞這個(gè)概念被提出的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，科學(xué)家們都認(rèn)為黑洞只進(jìn)不出。

　　直到英國(guó)物理學(xué)家霍金對(duì)這一觀念發(fā)出挑戰(zhàn)。

　　起因是研究微觀世界的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，我們過(guò)去所認(rèn)為的真空并不是空無(wú)一物。

　　在真空中，總會(huì)有一對(duì)一對(duì)的虛粒子對(duì)不斷冒出來(lái)（哪里冒出來(lái)的我也不知道。），一個(gè)帶有正能量，一個(gè)帶有負(fù)能量，然后又在極短時(shí)間內(nèi)相互碰撞湮滅。而宇宙的真空，就是充滿了虛粒子的海洋。

　　在這個(gè)研究成果的成立下，霍金就提出猜想，假如真空是虛粒子的海洋，那么黑洞就不可能一直穩(wěn)定存在，就有可能會(huì)像水滴一樣蒸發(fā)掉。也就在這個(gè)猜想下，霍金提出了“黑洞蒸發(fā)”。

　　黑洞蒸發(fā)：在黑洞視界面上出存在著又一對(duì)又一對(duì)的虛粒子，黑洞吞噬掉了虛粒子的負(fù)能量粒子，而正能量的粒子就被留在了外面。它們被黑洞分開(kāi)之后，就無(wú)法互相抵消，于是就變成了真實(shí)的粒子。

　　而黑洞吞噬掉一個(gè)負(fù)能量粒子，質(zhì)量就減少一分，正能量粒子就會(huì)被黑洞拋出來(lái)，就像是從黑洞中發(fā)射一樣。從外界開(kāi)來(lái)，像是黑洞在對(duì)外散發(fā)輻射，這個(gè)輻射也被稱為“霍金輻射”。

　　一個(gè)物體能夠放出輻射，就意味著物體擁有著溫度，霍金就算出來(lái)黑洞的溫度和大小有關(guān)。普通物體溫度越高，放熱越厲害，溫度下降就越厲害，最終和外界達(dá)到熱平衡。黑洞就很奇怪，越是放熱厲害，溫度就越上升，不可能外界達(dá)到熱平衡。越是小的黑洞，溫度就越高，最終就會(huì)被蒸發(fā)殆盡。這樣一來(lái)，就產(chǎn)生了一個(gè)黑洞信息駁論，也就是掉進(jìn)黑洞的那些東西哪里去了？這樣一來(lái)不是破壞了信息守恒了嗎？概率的總和也不是百分之百了。

　　直到2004年，霍金才提出補(bǔ)充，黑洞的信息是可以被“霍金輻射”帶出來(lái)的。而其他科學(xué)家也提出了一些關(guān)于黑洞信息駁論的解釋?zhuān)麄冋J(rèn)為，黑洞的表面就是一層二維全息膜，掉進(jìn)去的東西上的信息都記錄在這張二維膜上。

　　也就是實(shí)際上掉進(jìn)黑洞的東西，其本身存在的物理信息并沒(méi)有掉進(jìn)黑洞的奇點(diǎn)，而是留在了這張全息膜上，直到黑洞蒸發(fā)所放射的“霍金輻射”將其散發(fā)出去。還有人認(rèn)為，進(jìn)入黑洞時(shí)會(huì)被高溫焚燒殆盡，信息量也就留在了外面，沒(méi)有進(jìn)入黑洞之中。