宇宙中的一切都注定要蒸发 - 霍金的辐射理论并不限于黑洞

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宇宙中的一切都注定要蒸发 - 霍金的辐射理论并不限于黑洞

来源 : cnBeta 时间：2023-06-04 05:52:59

【资料图】

一个研究小组肯定了霍金关于黑洞通过霍金辐射蒸发的预言，尽管他们提供了一个关键的修改。根据他们的研究，事件视界（任何东西都无法逃脱黑洞的引力的边界）在产生霍金辐射方面并不像以前认为的那样重要。相反，引力和时空曲率在这一过程中发挥着重要作用。这一见解将霍金辐射的范围扩大到宇宙中的所有大型物体，这意味着在一个足够长的时期内，宇宙中的一切都可以蒸发掉。

拉德布德大学的Michael Wondrak、Walter van Suijlekom和Heino Falcke的新理论研究表明，斯蒂芬-霍金对黑洞的看法是正确的，尽管不是完全正确。霍金辐射理论认为黑洞最终会蒸发，但事件视界并不像人们认为的那样关键。引力和时空的曲率也会导致这种辐射。这意味着，宇宙中的所有大型物体，如恒星的残余物，最终都会蒸发。

霍金利用量子物理学和爱因斯坦引力理论的巧妙结合，认为粒子对的自发创造和湮灭必须发生在事件视界附近（超过这个点就无法逃脱黑洞的引力）。一个粒子和它的反粒子从量子场中非常短暂地产生，之后它们立即湮灭。但有时一个粒子落入黑洞，然后另一个粒子可以逃脱，也就是所谓的霍金辐射。根据霍金的说法，这将最终导致黑洞的蒸发。

物理学界所提出的施瓦茨柴尔德时空中的引力粒子产生机制示意图。粒子生产事件率在小距离上是最高的，而逃逸概率[由增加的逃逸锥（白色）表示]在大距离上是最高的。资料来源：《物理评论》杂志

在这项新的研究中，拉德堡大学的研究人员重新审视了这一过程，并调查了事件视界的存在是否真的至关重要。他们结合了物理学、天文学和数学的技术，研究了如果在黑洞的周围产生这样的粒子对会发生什么。研究表明，新的粒子也可以在远在这个地平线之外被创造出来。迈克尔-翁德拉克"我们证明，除了众所周知的霍金辐射外，还有一种新形式的辐射。"

Van Suijlekom："我们表明，在黑洞之外的地方，时空曲率在产生辐射方面发挥了很大的作用。粒子在那里已经被引力场的潮汐力分离。以前人们认为没有事件视界就不可能有辐射，而这项研究表明，这个视界不是必要的。"

这意味着没有事件穹界的物体，如死亡恒星的残余物和宇宙中的其他大型物体，也有这种辐射。而且，经过很长一段时间，这将导致宇宙中的一切最终蒸发，就像黑洞一样。这不仅改变了我们对霍金辐射的理解，也改变了我们对宇宙及其未来的看法。

这项研究于6月2日发表在美国物理学会（APS）的《物理评论快报》上。

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