為什麼黑洞外的時空是普通時空,不允許實的負能粒子或負能反粒子

2021-03-22 18:39:24 字數 5278 閱讀 3106

1樓:宇筠鋒

首先,請明白:霍金輻射涉及量子力學,而量子力學本身就是一個至今未能完全理解的謎(包括愛因斯坦、玻爾、費曼等頂級物理學家都持類似觀點),所以,不能指望一清二楚地理解你的問題。

其次,請注意:在現實世界中,從未有過實的負能粒子或負能反粒子的任何觀測資訊,也沒有關於負能粒子的結構及其相互作用的詳細的理論分析(粗略的猜測不算)。而實的正能粒子(反粒子)則不論在理論上還是在實踐上都有極其豐富的相關資訊。

因此,至少就目前而言,實的負能粒子或負能反粒子都不是一個科學的概念——它沒有實踐與理論上的細緻描述。除非今後有了足夠量的相關描述,否則,這一概念(實的負能粒子或負能反粒子)就不會進入主流科學界的視野。就像ufo等概念那樣,科學界基本不予理會。

顯然,負能粒子的概念源於量子力學的「虛粒子」概念。而量子力學的核心之一的測不準原理拒絕描述虛粒子的諸多細節——不能指望量子力學能告訴你生存一小段時間的負能的虛粒子到底是個什麼東西。

第三,不妨重新理解真空如下:通常認為真空能量為零,這僅僅意味著我們無法藉助通常理論能給出的物理過程從真空中提取出能量(否則就直接違反能量守恆定律了!順便說一下:

測不準原理卻意味著小的時空區域中的能量動量沒有嚴格意義上的守恆),但這不能排除如下可能性——真空中巨集觀上極均勻地分佈著某種未知的、特殊的物質或曰能量(類似於或等價於「暗能量」「非零宇宙學常數」等),這些高度彌散的奇異物質在微觀小區域上的密度會在該物質整體平均密度的附近漲落,漲落的幅度與其時空範圍的大小成反比,即遵從測不準原理;某區域的負漲落,使得該區域的密度低於平均密度,這就對應於通常所說的「負能虛粒子」;反之,正能虛粒子對應的就是密度高於真空平均密度的正漲落區域(以下簡稱「正區」);正區與負區(即負漲落區域)間因類似於量子糾纏一類的量子作用而相互制約,即都驅使對方恢復到真空平均密度;正區的高密度高到一定程度、且維持足夠長時間的狀況,就對應著實的正能粒子(含正能反粒子,以下不再特別指出這一點)的產生;負區因密度較平均值更低,使其比普通真空更加遠離誕生實的粒子的可能。

第四,可以從不同角度來理解霍金輻射:

1)虛粒子的角度。普通時空的真空中,正負區(亦即正負能虛粒子)間的基於量子作用的相互制約,使得沒有實的粒子可以憑空出現。黑洞之奇點是物質(能量)密度趨於無窮大的特殊區域;一旦正負區對中的負區與奇點相遇,奇點中極度過剩的物質密度就可以對負區的低密度有所「填補」,於是負區「消失」(也可以理解為奇點的無窮引力使得負區再也無法逃脫),剩下的還在視界之外的正區就可不再被負區制約,從而成為實的正能粒子發射出去(以上稱為「第一過程」);(以下為第二過程)正負區對中的正區與奇點相遇也會發生類似的情況,即正區消失,但黑洞外的負區則會「吞掉」第一過程中產生的實粒子(即落單了的別的對的正區),使得上述兩過程似乎相互抵消了;但需要特別注意的是,奇點「填補」負區比它填補正區更容易,因而也就更快捷,所以,第一過程發生的速率快於第二過程,因此,總的來說,黑洞還是在向外發射實粒子。

另有一點需注意:黑洞的強大的潮汐力對於正負區的分離大有裨益,這加速了實粒子的發射。

2)隧道效應(http://baike.baidu.

的角度。奇點中的部分物質「隧道穿越」過經典屏障(即黑洞的超強引力迫使視界以內一切物質都不能向外逃逸的經典理論描述)而向外輻射。

使用實踐中已有不少實際應用(如:掃描隧道顯微鏡(http://baike.

baidu.***/view/381283.htm))的隧道效應來理解霍金輻射,或許是最簡便直觀的方式了。

最後,請認識到:物理學大廈遠未建成(恐怕也永無完全建成之日),尚有無限未知有待探明。另外,數學才是物理的標準描述語言,欲知詳情細節,非數學不可;單從日常語言,不可能領悟物理之精髓。

我本人就是數學不夠好,難以深入理解物理,實為平生憾事。上述解說中含有一些個人的猜測,主要是第三點。

霍金輻射是怎麼回事

2樓:嚴伯鈞

大多數人都知道霍金,但很少人知道他的學術貢獻具體是啥?今天就來講講霍金輻射

3樓:昀弈

圍繞一個蟲洞旋轉的物質,其方式和圍繞黑洞的旋轉的物質一樣,因為這兩種天體都以相同的方式擾亂了其周圍的物質運動。

不過,也許有一種方法可以用來分辨這兩種情況,那就是所謂的霍金輻射,只有黑洞才會輻射出這種粒子和光,而且可能有自己獨特的能量頻譜。不過這種輻射非常的微弱,非常可能被其他的輻射**所湮沒,例如大**時期留下的宇宙微波背景輻射,所以實際觀測這種輻射幾乎不可能。

另一個可能的不同之處在於,蟲洞沒有黑洞的事件界限。這意味著物質可以進入蟲洞,也可以再次回來。實際上,理論家稱有一類蟲洞會鏈回自己本身,也就是說這種蟲洞並不通往另一個宇宙,而是轉回到自身來。

在"真空'的宇宙中,根據海森堡測不準原理,會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子,然後瞬間消失,以符合能量守恆.在黑洞視界之外也不例外.霍金推想,如果在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況.

如果是這樣,那個逃逸的粒子獲得了能量,也不需要跟其相反的粒子湮滅,可以逃逸到無限遠.在外界看就像黑洞發射粒子一樣.這個猜想後來被證實,這種輻射被命名為霍金輻射.

由於它是向外帶去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,黑洞的質量也會漸漸變小,消失;它也向外帶去資訊,所以不違反資訊定律。

需要說明的是,黑洞表面附近產生的虛粒子對,不可能出現正能粒子(反粒子)落入黑洞,負能反粒子(粒子)飛向遠方的情況,這是由於黑洞外的時空是普通時空,不允許實的負能粒子或負能反粒子存在。所以霍金輻射只能輻射出正能粒子(反粒子)。

4樓:無敵神鳥人

一個物體有溫度就有輻射

因為任何物體都不可能達到絕對零度,所以必定有輻射所謂黑洞中不能逃出任何東西,是以前的概念了現在的理解是黑洞也會向外發射東西

5樓:

霍金輻射不是來自黑洞本身,而是來自黑洞周圍。

黑洞周圍的真空漲落從黑洞的引力中獲得能量,變為實粒子,就是霍金輻射。

6樓:太極悟者

黑洞並非絕對封閉,它有與外界進行能量交換的進出口,在出口方位存在輻射-----

黑洞的引力光都不能逃脫,那黑洞如何蒸發?不能蒸發的話必定會無限發展,那一個黑洞不是就能毀滅整個宇宙?

7樓:希望之旅途

你的問題很好,我們現在是在胡亂解釋黑洞。黑洞現象是真的,就是說物質可以沒了,但是物質絕對不會真的無影無蹤,所以黑洞現象其實說明物質還有另外的存在形態,是固態、液態、氣態之外的一種。

8樓:匿名使用者

樓上已經把霍金輻射講得很詳細了,我就不再多做描述。一個黑洞的事件視界增長的速度可遠不及宇宙的膨脹速度,它怎麼可以毀滅整個宇宙呢?

9樓:匿名使用者

看了前面的知友的回答,感

覺都沒有將問題回答道正題上,那麼就讓我來具體描述一下吧,不過樓主沒給分啊,這麼繞口和繁瑣的問題不給分可不厚道啊,呵呵。。。

首先我談談霍金輻射,在"真空'的宇宙中,根據海森堡測不準原理,會在瞬間憑空產生一對正反虛粒子,然後瞬間消失,以符合能量守恆.在黑洞視界之外也不例外.霍金推想,如果在黑洞外產生的虛粒子對,其中一個被吸引進去,而另一個逃逸的情況.

如果是這樣,那個逃逸的粒子獲得了能量,也不需要跟其相反的粒子湮滅,可以逃逸到無限遠.在外界看就像黑洞發射粒子一樣.這個猜想後來被證實,這種輻射被命名為霍金輻射.

由於它是向外帶去能量,所以它是吸收了一部分黑洞的能量,黑洞的質量也會漸漸變小,消失;它也向外帶去資訊,所以它並不違反資訊定律,(樓主可知道在**量子理論時,資訊定律極其重要,就如同能量守恆定律一樣,如果某一理論違反,此理論立馬不成立,所以霍金輻射理論成立)需要說明的是,黑洞表面附近產生的虛粒子對,不可能出現正能粒子(反粒子)落入黑洞,負能反粒子(粒子)飛向遠方的情況,這是由於黑洞外的時空是普通時空,不允許實的負能粒子或負能反粒子存在。所以霍金輻射只能輻射出正能粒子(反粒子)。這點有點亂,沒有理論基礎,這些亂七八糟的名詞不好理解,你可以簡單理解為宇宙時空定理中不能產生負能量,按照邏輯黑洞只發射正能粒子即反粒子,我們不管黑洞在視界上發**什麼東東,反正就是發**,既然發**,那麼它就包含能量與資訊,黑洞就會變小,所以黑洞就會逐漸蒸發,只不過這個過程相當相當長,黑洞越大蒸發越慢,如果一個黑洞的質量是一個太陽的質量(這樣的黑洞已經非常小了)它將只能發出6×10-8開爾文的「體溫」打個比方,宇宙中最冷的溫度大約是3k,而這個黑洞是0.

00000006k,幾乎接近絕對零度,人類在實驗室裡也沒製造過如此的低溫,所以黑洞蒸發太慢了,等黑洞蒸發完,我活著是等不到了,估計上帝也等不到的。

其實霍金輻射最不能理解的地方時資訊守恆和資訊負載,資訊負載的問題就連霍金本人也模稜兩可,我也不好多**什麼。。實在是在太晚了,不想往下寫了,不理解可以追問,或在補補功課,接觸多了就慢慢理解了

10樓:匿名使用者

黑洞的形成是因為大型的恆星自身的能量不足以支撐自身的質量時,空間膜上產生的崩塌和凹陷,但這個崩塌會一直不停的從周圍獲取能量以彌補自身的空缺,一旦質量和能量回到 e=mc的平方 這個平衡臨界點時粒子創生和泯滅現象消失那這個黑洞就不復存在了,也就是"蒸發」

11樓:匿名使用者

著名的霍金輻射:正負粒子自發產生於真空,其中一個被黑洞捕獲,另一個逃逸,黑洞捕獲負粒子,表現為質量減少,被形象的描述為「蒸發」

12樓:匿名使用者

我是huoyuling1117,我回答了你的追問,但是被萬惡的du娘遮蔽了,我用我的小號給你回答你的追問吧,回答如下:

我真的發現我還活著哎,為什麼呢??我咋還沒有掉進黑洞呢???讓我想想吧。。。

嗯。。。。嗯。。。可能是這樣吧,我估計宇宙的還可能太年輕了,屈屈150億年的時間也不至於讓整個宇宙都掛滿黑洞吧,你說能吞噬成百上千個星系的黑洞我確實沒聽說過,宇宙中最大的黑洞是芬蘭科學家日前發現的一顆質量是180億倍的黑洞,它距離地球35億光年,形成在oj287類星體的中心位置,這樣的黑洞想要在幾十億年的時間裡吞噬單個我們的銀河系,我估計可能會崩掉他的門牙。

我們的宇宙中黑洞的數目相對於其他天體那是少的太太太可憐了!!因為要形成黑洞的條件極其苛刻,所以黑洞的數目太少了,為何我們經常會聽到關於黑洞的報道呢,那是因為人們比較關注和好奇而已,加之宇宙確實很大,人類觀測範圍非常廣,發現它並不是特別的難事,所以總有那些一堆的報道,不要把黑洞想象的有多龐大,對已整個宇宙,就像是一個正常人身上的幾個壞死的細胞而已,難道幾個壞死的細胞就能讓人的機體死亡嗎?但是如果給足時間在今後的千萬億年甚至幾億億年之後,那時候宇宙中可能就是到處黑洞,因為此時的宇宙基本上到達了熱力學上的熱寂,不再有發光放熱的星體,那時候的宇宙才是掛滿了黑洞,等到宇宙發展到10的100次方年之後(一萬億億億億億億億億億億億億億年,反正大的沒邊無法想象。

),宇宙中就連黑洞都蒸發乾淨了。所以你可以想象150億年的宇宙年齡與千萬億年的時間相差多大!!!!如果把宇宙比喻成壽命有100歲的人,那麼現在的宇宙才剛出生,還沒來得及進行第一聲的啼哭,如果樓主還想著我們為何沒被黑洞吞噬是不是有點杞人憂天啊

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