作业帮关于黑洞蒸发既然黑洞引力无穷大,为什么它还会放出粒子?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/22 10:28:38
关于黑洞蒸发
既然黑洞引力无穷大,为什么它还会放出粒子?
既然黑洞引力无穷大,为什么它还会放出粒子?
你这个问题的关键在于要重新认识一下“真空”!下面这段话是摘抄的,你先看看——
“什么是真空?是虚无,是宇宙……?在许多人的心目中,真空就是没有空气的空间.环顾四周,我们可以看到真空包装袋、暖水瓶的瓶胆、电灯泡等等,它们都是利用了真空的产品.
其实,真空中隐藏着巨大的奥秘.在小到不能再小的微观世界,竟然可以从什么也没有的真空飞出许多基本粒子来.这样的基本粒子不计其数,而且它们急匆匆地一会儿生成,一会儿消失.真空,绝非我们想象中“静止”的,什么也没有的空间.相反地,真空是一种正在发生着激烈活动的场所,是不可思议的奇异环境.”
我再进一步解释一下——
真空其实是虚粒子的海洋,黑洞就“浸泡”在这个海洋中,在黑洞附近诞生的一对虚粒子（由于粒子都有正反粒子,它们的虚粒子总是成对出现）,可以说它们是从真空里“借贷”了一些能量才诞生的,只要及时归还——只要在测不准原理（即这对虚粒子的总能量乘以它们的生存时间不大于约化普朗克常数）允许的时间里消失,那么它们就可以出现.它们出现时的飞行方向是随机的,可能刚好一个朝着黑洞飞去,一个背着黑洞飞出.由于黑洞附近引力极强,且梯度很大（即随距离的变化很大）,朝着黑洞飞的粒子获得的引力能,可能比它们从真空“借来”的能量还大,这时两个虚粒子就变成实粒子了,于是它们也就不必赶快消失了.这样背着黑洞飞出的粒子就形成了“霍金辐射”,这种辐射不仅包含光子,还有其他粒子.
“什么是真空?是虚无,是宇宙……?在许多人的心目中,真空就是没有空气的空间.环顾四周,我们可以看到真空包装袋、暖水瓶的瓶胆、电灯泡等等,它们都是利用了真空的产品.
其实,真空中隐藏着巨大的奥秘.在小到不能再小的微观世界,竟然可以从什么也没有的真空飞出许多基本粒子来.这样的基本粒子不计其数,而且它们急匆匆地一会儿生成,一会儿消失.真空,绝非我们想象中“静止”的,什么也没有的空间.相反地,真空是一种正在发生着激烈活动的场所,是不可思议的奇异环境.”
我再进一步解释一下——
真空其实是虚粒子的海洋,黑洞就“浸泡”在这个海洋中,在黑洞附近诞生的一对虚粒子（由于粒子都有正反粒子,它们的虚粒子总是成对出现）,可以说它们是从真空里“借贷”了一些能量才诞生的,只要及时归还——只要在测不准原理（即这对虚粒子的总能量乘以它们的生存时间不大于约化普朗克常数）允许的时间里消失,那么它们就可以出现.它们出现时的飞行方向是随机的,可能刚好一个朝着黑洞飞去,一个背着黑洞飞出.由于黑洞附近引力极强,且梯度很大（即随距离的变化很大）,朝着黑洞飞的粒子获得的引力能,可能比它们从真空“借来”的能量还大,这时两个虚粒子就变成实粒子了,于是它们也就不必赶快消失了.这样背着黑洞飞出的粒子就形成了“霍金辐射”,这种辐射不仅包含光子,还有其他粒子.