黑洞吸入光子会有什么变化

黑洞吸入光子会有什么变化

1974年,霍金达成了他有名的结论：黑洞不只会吞噬粒子,也会把它们吐出来.霍金预测黑洞会有热辐射,就像灼热的煤炭一样,而其温度和质量成反比.对一个太阳质量般的黑洞而言,它的温度大约是百万分之一K,在今日的宇宙中可以完全忽略.不过,对於一个质量1012公斤、相当於一座山的黑洞,温度则是1012K；它热到不但能够发出光子之类的无质量粒子,还能够发出电子和正子等具有质量的粒子.
霍金花了十余年的时间研究黑洞,而关於洞会发射出光子的情况
不但已经被观测到,而且也已经被大多数的物理学家认同．
如果对细节感兴趣,可参考霍金的 "时间简史" 一书里面的 "黑洞" 那章
兹节录关於您的问题的答案的一小部份内容如下：
我们知道,任何东西都不能从黑洞的事件视界之内逃逸出来,何以黑洞会发
射粒子呢?量子理论给我们的回答是,粒子不是从黑洞里面出来的,而是从
紧靠黑洞的事件视界的外面的「空」的空间来的!我们可以用以下的方法去
理解它：我们以为是「真空」的空间不能是完全空的,因为那就会意味著诸
如引力场和电磁场的所有场都必须刚好是零.
然而场的数值和它的时间变化率如同不确定性原理所表明的粒子位置和速度
那样,对一个量知道得越准确,则对另一个量知道得越不准确.所以在空的
空间里场不可能严格地被固定为零,因为那样它就既有准确的值（零）又有
准确的变化率（也是零）.
场的值必须有一定的最小的不准确量或量子起伏.人们可以将这些起伏理解
为光或引力的粒子对,它们在某一时刻同时出现、互相离开、然后又互相靠
近而且互相湮灭.
这些粒子正如同携带太阳引力的虚粒子：它们不像真的粒子那样能用粒子加
速器直接探测到.然而,可以测量出它们的间接效应.例如,测出绕著原子
运动的电子能量发生的微小变化和理论预言是如此相一致,以至於达到了令
人惊讶的地步.
不确定性原理还预言了类似的虚的物质粒子对的存在,例如电子对和夸克对
.然而在这种情形下,粒子对的一个成员为粒子而另一成员为反粒子（光和
引力的反粒子正是和粒子相同）.
因为能量不能无中生有,所以粒子反粒子对中的一个参与者有正的能量,
而另一个有负的能量.由於在正常情况下实粒子总是具有正能量,所以具有
负能量的那一个粒子注定是短命的虚粒子.它必须找到它的伴侣并与之相湮
灭.
然而,一颗接近大质量物体的实粒子比它远离此物体时能量更小,因为要花
费能量抵抗物体的引力吸引才能将其推到远处.正常情况下,这粒子的能量
仍然是正的.但是黑洞里的引力是如此之强,甚至在那儿一个实粒子的能量
都会是负的.所以,如果存在黑洞,带有负能量的虚粒子落到黑洞里变成实
粒子或实反粒子是可能的.
这种情形下,它不再需要和它的伴侣相湮灭了,它被抛弃的伴侣也可以落到
黑洞中去.啊,具有正能量的它也可以作为实粒子或实反粒子从黑洞的邻近
逃走 .对於一个远处的观察者而言,这看起来就像粒子是从黑洞发射出来一样.黑洞越小,负能粒子在变成实粒子之前必须走的距离越短,这样黑洞发
射率和表观温度也就越大.