| 李 瑞 |
|
大伙的第一反应是不是这样的：宇宙中任何东西都应该有温度，地球有温度，太阳有温度，银河系有温度，黑洞应该也有温度，这有什么稀奇的。别急，大伙再听下面的，就会明白，如果说黑洞具有温度，将是多么不可思议的事情。
首先，我们想一下，我们是如何感受到一个物体的温度的呢？冬天，您坐在火炉旁边，是不是感觉暖暖的？那么，您有没有想过，为什么人感受到了火炉的温度？是火炉发出的红外线跑到了我们身上。如果没有这个红外线，我们也就没法感受到火炉的温度了。而对于能吞噬一切的黑洞（当然也包括红外线），怎么可能具有温度！这下您应该能明白，为什么我说黑洞具有温度将是多么不可思议的一件事！
然而，黑洞的确具有温度。当然，这里说的不是黑洞周围物体的温度。我们假设一颗赤裸的、周围没有任何东西的黑洞，没有气体，没有尘埃，更没有吸积盘，我们就看一下黑洞视界上的温度。说到视界，我们可以简单地理解为黑洞的表面。黑洞的视界是光也无法逃出来的那个地方，因此黑洞视界内的任何东西我们都是看不到的。
而要想理解黑洞在视界上的温度，我们得先弄明白一个概念：霍金辐射。因为量子涨落的存在，在黑洞视界附近的真空中，可能会瞬间产生出一对正反虚粒子。一般来说，这对虚粒子产生后便会立刻湮灭消失。但是，如果这个现象恰巧发生在黑洞的视界面上，那么这两个粒子中的反粒子会被黑洞吸收，而正粒子则获得能量逃逸出来。
哇！如此说来，黑洞并不是把所有的东西都吃掉，起码有一部分因为量子涨落产生的正粒子跑了出来啊。关于量子涨落，这里顺便说一句，真空并不是完全空的，它有一定的能量起伏，如果某个地方的能量在某个时间变成了正的，其附近就必然有的地方变成了负的，这样才能维持能量守恒。
有人可能会问，为什么只有正粒子跑出来，而反粒子却不行呢？这是因为，黑洞周围的时空不允许反粒子存在，即使反粒子能出来，它也立刻与黑洞外的正粒子湮灭掉。
现在，从我们的角度看，是不是就感觉这些正粒子似乎就是从黑洞里面发射出来的呢？再回想一下刚才提到的火炉场景，如果黑洞中出来的这些粒子是光子，那我们是不是就可以知道黑洞的温度了？简直不能再神奇！
那么，既然黑洞具有温度，有人肯定会问，黑洞的温度到底有多高呢？对于有数百万个太阳质量的黑洞来说，它的温度可能只有一百万亿分之一开尔文（绝对零度）。这简直太低了，有没有温度高点的？
当然有，一个太阳质量的黑洞的温度大约为0.00000006开尔文。这还是太低了，有没有温度再高点的、能用来煮饭的黑洞？
有，咱找个更小的，就跟月球质量差不多的吧。据计算，一个质量和月球差不多的黑洞，其表面温度大约为1200开尔文——这个不错，温度足够咱们做饭了。
（本栏长期征集“日知录”三字篆刻，投稿邮箱：rizhilu999@163.com）
联系客服
