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如果黑洞是空的,能量从何而来?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-12-27 08:55:43

人们谈论“来自”黑洞的能量有两种猜测。

一种是来自黑洞附近的能量,主要来自坠入黑洞的物质。物质下落时会加速到光速的很大一部分,这导致它变得非常热。黑洞也可以有磁场,通过目前尚不完全了解的机制,它可以产生物质喷射,逃离黑洞区域。有些黑洞的喷流恰好大致指向我们,而且它们看起来很亮。它们中的一些有旋转的喷流,并周期性地扫过我们,导致它们出现脉动。几代人之前,人们就观察到了其中的一些星体,但它们有些神秘,被命名为“类星体”,意思是“类似恒星的物体”,因为我们所知道的只是它们的表面尺寸很小,但就它们的大小而言却非常明亮。

第二种能量更确切地说是来自黑洞本身,它是由黑洞坍塌时物质留下的引力场产生的。据我所知有两种。如果一个黑洞从具有非零角动量的物质中坍塌出来(当然这是通常的情况,因为恒星通常都在旋转),那么通过在黑洞附近的引力场来加速一个物体,就有可能从黑洞中吸取一些能量。

另一种来自黑洞本身的能量是霍金辐射,这是更加微妙的。这与黑洞周围的引力场有一个视界有关,视界就像一扇单向的门。霍金辐射本质上是一种量子效应。一种常见的解释是,在视界附近,一对虚粒子有时会变成一对,由一个逃逸的实粒子和另一个进入黑洞的虚粒子组成。我一直觉得应该有一种更好的表达方式,但这似乎是最基本的观点。

我们知道,广义相对论将需要在某些方面进行改革,因为它忽略了量子物理。经典广义相对论(没有量子理论)说,坍缩的物质会从时空中消失,因此不复存在。但是它留下的引力场以某种方式表明它有一定的质量,角动量和电荷。(落进黑洞的电荷会留下电场。)当霍金辐射逃逸时,它将质量、角动量和电荷传递回洞外。最后,人们相信一个单独存在的黑洞(没有足够的物质落入其中)会蒸发掉。

因此,一旦物理学家有了一个合适的量子引力理论,我们应该能够给你一个更好的答案。无论落入其中的是什么物质,都是高度随机化的,因为它们会被转化为霍金辐射,但或许更正确的说法是,它们仍然以某种形式存在。一些物理学家怀疑描述它所需的信息以某种形式存在。
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