霍金 黑洞

霍金提出的有关黑洞的理论具体的是什么?

斯蒂芬·威廉·霍金 - 黑洞蒸发
1970年中以前,科学家一直相信黑洞只会吸进物质,四周“漆黑”一片,当吸引更多物质时,黑洞的质量亦随之上升,霍金另一创见是指出,黑洞不是真的很黑（BlackHoleain'tsoblack）,而且黑洞内存在温度.有温度的物质自然会释放辐射,由于辐射是一种能量,黑洞最终因耗尽能量而消失,即所谓“黑洞蒸发论”.
霍金这次发现,拜量子力学所赐.过去科学家以为黑洞内的“真空状态”,代表内里没有任何物质,但霍金约1974～1976年指出,如果量子力学正确,人类从极度微观中观看宇宙的“真空”时,会发现一对对的光子不断产生,但能量在真空中无法保持固定值,令这些成相成对的光子不断摇晃,最终消灭.他相信,当黑洞质量越少,释放光子的速度越快,加速黑洞的消失.
这种从黑洞中释出的能量,被称为霍金辐射,但由于这种辐射极其微弱,科学界至今虽然公认它在理论上可行,仍未能从观察中发现它的存在.这亦说明,即使霍金辐射是真实存在,但其能量过弱,意味黑洞要经过极长时间后,才能耗尽能量,造成蒸发.
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霍金的黑洞理论，是怎么个概念？

在1974年，史蒂芬.霍金发现了黑洞的蒸发现象，从而改变了黑洞的经典图像：黑洞已不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，而使质量减小。霍金的计算表明，黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。它赋予了黑洞一个真实的，在整个视界上同一的，直接由视界处的引力场强度来决定的温度。对史瓦西黑洞来说，温度与质量成反比。质量与太阳一样的黑洞，其温度是微不足道的，开氏（即绝对零度以上）十的负七次方度。不是零，但小的可怜；黑洞并不是完全的黑，但一点也不亮。很遗憾，这样低温的辐射实在太微弱了，是不可能在实验室中探测出来的。霍金的计算还有一个重要发现：黑洞的质量越小，温度越高，辐射也越强。显然，蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响，而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中，质量越大的黑洞，温度越低，蒸发的越慢；质量越小的黑洞，温度越高，蒸发的也越快。对于微黑洞来说，温度非常之高，可达千万开甚至上亿开，随着蒸发的加剧，质量丢失的很快，温度会迅猛地上升，随着温度上升的加快，质量丢失的就更厉害，这中过程会以疯狂的形式演变，最终黑洞被摧毁，以猛烈的爆发而告终，所有粒子都得到了大赦（对巨型黑洞来说发射粒子的过程十分缓慢，相当于蒸发；而对微黑洞来说，发射粒子的过程十分迅猛，相当于爆发）。对于星系中心的巨型黑洞来说，其蒸发的过程将远远超出宇宙的年龄，假定宇宙有足够长的寿命，并且不回缩，那么这类黑洞最终也还是要蒸发掉。不过这类黑洞目前还是吸积远大于蒸发，以吸积为主。只有当宇宙后来的温度降到比这类黑洞的温度还低时，它们才开始以蒸发为主。然而这个过程太慢长了，等到它们开始蒸发，也将远远超出宇宙的年龄，而它们要蒸发完毕，大约要十的九十九次方年！据英国媒体1月24日报道，英国著名科学家斯蒂芬霍金教授再次以其与黑洞有关的理论震惊物理学界。他在日前发表的一篇论文中承认，黑洞其实是不存在的，不过“灰洞”的确存在。在这篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》(InformationPreservationandWeatherForecastingForBlackHoles)的论文中，霍金指出，由于找不到黑洞的边界，因此黑洞是不存在的。黑洞的边界又称“视界”。经典黑洞理论认为，黑洞外的物质和辐射可以通过视界进入黑洞内部，而黑洞内的任何物质和辐射均不能穿出视界。霍金的最新“灰洞”理论认为，物质和能量在被黑洞困住一段时间以后，又会被重新释放到宇宙中。他在论文中承认，自己最初有关视界的认识是有缺陷的，光线其实是可以穿越视界的。当光线逃离黑洞核心时，它的运动就像人在跑步机上奔跑一样，慢慢地通过向外辐射而收缩。“经典黑洞理论认为，任何物质和辐射都不能逃离黑洞，而量子力学理论表明，能量和信息是可以从黑洞中逃离出来的。”霍金同时指出，对于这种逃离过程的解释需要一个能够将重力和其他基本力成功融合的理论。在过去近一百年间，物理学界没有人曾试图解释这一过程。对于霍金的“灰洞”理论，一些科学家表示认可，但也有人持怀疑态度。美国卡夫立理论物理研究所的理论物理学家约瑟夫波尔钦斯基(JosephPolchinski)指出，根据爱因斯坦的重力理论，黑洞的边界是存在的，只是它与宇宙其他部分的区别并不明显。其实，早在2004年霍金就曾做出过类似表示。当年7月21日，霍金在“第17届国际广义相对论和万有引力大会”上指出，黑洞并非如他和其他大多数物理学家以前认为的那样，对其周遭的一切“完全吞噬”，事实上被吸入黑洞深处的物质的某些信息可能会在某个时候释放出来。1976年，霍金称自己通过计算得出结论，黑洞在形成过程中其质量减少的同时，还不断在以能量的形式向外界发出辐射。这就是著名的“霍金辐射”理论。但是，该理论提到的黑洞辐射中并不包括黑洞内部物质的任何信息，一旦这个黑洞浓缩并蒸发消失后，其中的所有信息就都随之消失了。这便是所谓的“黑洞悖论”。这种说法与量子力学的相关理论出现相互矛盾之处。因为现代量子物理学认定这种物质信息是永远不会完全消失的。30多年来，霍金试图以各种推测来解释这一自相矛盾的观点。霍金曾表示，黑洞中量子运动是一种特殊情况，由于黑洞中的引力非常强烈，量子力学在此时已经不再适用了。但是霍金的这种说法并没有让科学界众多持怀疑态度学者信服。现在看来，霍金终于给了这个当年自相矛盾的观点一个更具有说服力的答案。霍金称，黑洞从来都不会完全关闭自身，它们在一段漫长的时间里逐步向外界辐射出越来越多的热量，随后黑洞将最终开放自己并释放出其中包含的物质信息。释义：黑洞（Blackhole）是根据现代的广义相对论所预言的，在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以致于任何物质和辐射都无法逃逸，就连光也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞。在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点。

黑洞里面有什么？霍金是如何回答的？

霍金认为，宇宙中的一些事实可能比任何科幻作家的疯狂想法都要奇怪，比如黑洞。这是已知宇宙中发现的最奇怪的天体黑洞。这是很久以前提出的。这个人就是约翰·米歇尔，他在1783年提出了关于黑洞的猜想，比爱因斯坦出生早了96年。他提出，如果有人向天空发射一颗子弹，子弹最终会因引力而减速落回地球。然而，当子弹的速度大于每秒11公里时，地球引力将无法将子弹拉回。这是地球的逃逸速度。宇宙中每个天体由于质量不同，逃逸速度也不一样，但是光可以轻易逃逸任何天体，因为它的速度太快了。那么，如果宇宙中有一个天体的质量足够大，密度足够小，那么它的表面就会以超过光速的速度逃逸。连光都无法从这个天体中逃逸，所以我们看不到它。米歇尔称其为“暗星”。这颗“暗星”有一些我们根本想不到的物理性质，但他的理论在当时太先进，无法深入研究。直到100多年后，德国科学家卡尔·史瓦西在一战停战的战壕里，利用爱因斯坦的大质量恒星方程的精确解，我们重新发现了米歇尔提到的“暗星”，在宇宙中的恒星质量达到一定水平之后。就会形成这样一个神奇的球。任何穿过他的东西都会被他吸入，包括光。史瓦西计算了魔球的半径。如果把太阳压缩成三千米大小的球体，或者把地球压缩成半径一厘米左右的玻璃球大小，那么太阳和地球就会变成这样一个神奇的球体。这个半径叫作史瓦西半径。直到1967年，约翰·惠勒称这个物体为黑洞。这个词很新颖，很快就流行起来了。霍金对黑洞充满兴趣。他在黑洞研究上投入了大量的精力。黑洞周围有一个边界叫视界，可以看作是一个时空边界。在这个地方，引力刚好强到可以把光拽回来，阻止它逃逸。这有点像坐独木舟过河。你的正前方有一个大瀑布。如果你离瀑布很远，只要迅速向反方向划去就能逃脱，但如果你离瀑布很近，一旦进入瀑布的水域范围，就逃不掉了。

黑洞为什么会存在？

他们很有可能在宇宙诞生的初期就已经存在。据推测，这些黑洞的来源应该是时空的挤压和膨胀。我们都知道，黑洞堪称宇宙中最神秘莫测，最令人唯恐避之不及的可怕天体。它的威力，想必不用小编过多赘言了。不论是光子，大质量恒星，中子星，都逃不出黑洞的魔爪。迄今为止，我们只发现了“霍金辐射”和“引力波”能够无视黑洞的史瓦西半径，从它的内部逃逸。而且，据NASA观察显示，黑洞的密度很可能比我们想象的更大。起初，黑洞的猜想来源于爱因斯坦的“广义相对论”；后来被史蒂芬霍金先生的理论所完善。霍金通过“史瓦西半径”存在的周期，演算出了黑洞的平均密度：大概每隔十万光年左右，就会有一个黑洞。但是，目前来看，许多小星系的内部也有黑洞，这就让人非常费解了。它们往往存在于星系的核心，不仅负责着许多恒星，行星的引力系统；而且。质量还非常庞大。我们拿银河系中心的“银心黑洞”来举例，它的质量在太阳的三百三十万倍左右，史瓦西半径接近一光年。而这种黑洞的由来，向来也是引起了许多学者的探索和猜想。近期，美国哥伦比亚大学天文系教授韦恩，一篇论文中指出，这些“大型黑洞”，应该在宇宙诞生时期，随着史瓦西奇点的破裂，和时空的膨胀应运而生。它们是“维度挤压”下的结果。一般来说，学术界普遍认为黑洞来自于超新星爆发。所以，韦恩教授的这番论断，也是一石惊起千层浪，目前各位学术大牛都轮番上阵，争论不休。最后的结果，往往要随着基础物理学的突破才能呈现。