,对个量知道得越准确,则对另个量知道得越不准确。所以在空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值(零)又有准确变化率(也是零)。场值必须有定最小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粒子对,它们在某时刻同时出现、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虚粒子:它们不像真粒子那样能用粒子加速器直接探测到。然而,可以测量出它们间接效应。例如,测出绕着原子运动电子能量发生微小变化和理论预言是如此相致,以至于达到令人惊讶地步。不确定性原理还预言类似虚物质粒子对存在,例如电子对和夸克对。然而在这种情形下,粒子对个成员为粒子而另成员为反粒子(光和引力反粒子正是其自身)。
因为能量不能无中生有,所以粒子反粒子对中个参与者有正能量,而另个有负能量。由于在正常情况下实粒子总是具有正能量,所以具有负能量那个粒子注定是短命虚粒子。它必须找到它伴侣并与之相湮灭。然而,颗接近大质量物体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引力吸引才能将其推到远处。正常情况下,这粒子能量仍然是正。但是黑洞里引力是如此之强,甚至在那儿个实粒子能量都会是负。所以,如果存在黑洞,带有负能量虚粒子落到黑洞里变成实粒子或实反粒子是可能。这种情形下,它不再需要和它伴侣相湮灭,它被抛弃伴侣也可以落到黑洞中去。啊,具有正能量它也可以作为实粒子或实反粒子从黑洞邻近逃走(图7.4)。对于个远处观察者而言,这看起来就像粒子是从黑洞发射出来样。黑洞越小,负能粒子在变成实粒子之前必须走距离越短,这样黑洞发射率和表观温度也就越大。
图7.4
辐射出去正能量会被落入黑洞负能粒子流所平衡。按照爱因斯坦方程E=mc2(E是能量,m是质量,c为光速),能量和质量成正比。所以往黑洞去负能量流减少它质量。当黑洞损失质量时,它事件视界面积变小,但是它发射出辐射熵过量地补偿黑洞熵减少,所以第二定律从未被违反过。
还有,黑洞质量越小,则其温度越高。这样当黑洞损失质量时,它温度和发射率增加,因而它质量损失得更快。人们并不很清楚,当黑洞质量最后变得极小时会发生什。但最合理猜想是,它最终将会在个巨大、相当于几百万颗氢弹爆炸发射爆中消失殆尽。
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