霍金的宇宙黑洞论

[转载]霍金的宇宙黑洞论。

(2012-01-10 17:15:19)

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原文地址：霍金的宇宙黑洞论。作者：花开花落

史蒂芬·霍金是英国著名宇宙学家，他患有运动神经元疾病，在轮椅上度过了大半生。他耗毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域和宇宙起源大爆炸原理，是畅销科普书籍《时间简史》的作者。

科学家认为宇宙中存在看不见的神秘黑洞，它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来，这无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。

据《每日电讯报》报道，世界著名宇宙学家史蒂芬·霍金宣布，他已经解开了黑洞最大的谜团之一。这一宣布立即在天体物理学界引起了轰动。霍金将于7月21日的一次科学会议上正式公开他的黑洞新理论：黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样“完全吞食”。

黑洞不只是破坏者

传统物理学观点一直认为，黑洞纯粹是一种破坏力量：黑洞将坠入其中的一切物体——无论是巨大的恒星残余还是星际尘埃全部摧毁，即使是光也难以逃逸出来。然而，霍金教授的最新研究有了惊人的发现，他推翻了自己过去的观点而倾向于认为，被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在未来相当漫长的一段时间里慢慢释放出来，黑洞在星系形成过程中扮演了重要角色。

霍金推翻自己理论

1975年，霍金教授提出了“黑洞向外发出极少量辐射”理论，也就是众所周知的“霍金幅射”，为宇宙论做出了最重要的贡献。然而，他的理论也引出了一个似是而非的观点，因为霍金同时宣称，这些幅射不包含被吸进黑洞中的物质的任何信息，一旦黑洞完全蒸发，关于黑洞的所有信息也就随之消失了。

可是，按照量子力学原理，这样的信息不可能轻易消失。所以近30年来，霍金曾经试图这样自圆其说：量子力学的原则在黑洞内部是行不通的。然而，他的这种解释并不被他的许多同行所认可。

现在，他提出了新理论：被吸入黑洞深处的物质的某些信息实际上可能会在某个时候释放出来。霍金的新理论尚未正式出版，但两个月前他就在剑桥大学的一次研讨会上提了出来。他认为，过去宇宙学家普遍认为大型物体被吸进黑洞后几乎可以肯定将永远消失。现在看来，少量的信息可能会在数十亿年里一点点地释放出来。

剑桥大学的理论物理学家、霍金教授的同事玛尔科尔姆·佩里将霍金的新理论的意义与他30年前宣布的“霍金辐射”相提并论。

解读宇宙学名词“黑洞”

“黑洞”不是洞

所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。所以黑洞是看不见的，科学家只能依靠它发出的辐射和对相邻恒星的万有引力作用来判定它的存在。宇宙学家将黑洞分为两类：星状黑洞和超大质量星状黑洞。星状黑洞由质量相当于几个太阳的恒星坍缩形成，而超大质量星状黑洞的质量则可达十亿个太阳质量。

根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。

黑洞的诞生

黑洞很可能是由恒星演化而来的。当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢)，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。

质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。根据科学家的计算，当中子星的总质量超过三倍太阳的质量时将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。

这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度(史瓦西半径)，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

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