黑洞会产生辐射吗？

中国有一部著名的古典小说叫《西游记》，书中主人公孙悟空大闹天宫，被如来佛抓到了手里。纵使悟空一个跟头可以翻出十万八千里，但却无论如何也没有逃出如来佛的掌心。

黑洞也是如此，任何物体一旦落入黑洞之中，就再也无法离开了。虽然，黑洞概念是在广义相对论建立之后提出的，被认为是广义相对论的预言。然而，实际上，根据万有引力公式，也存在黑洞现象。都是当天体的物质密度足够大时，即便是光子也无法挣脱该天体引力势能的控制。因为，物体的质量越大，其受到天体的引力也越大。这就好比是自己与自己拔河，将一根绳子绕在一个柱子上，绳子的一头拴在腰上，另一头则用手使劲往后拽。你使的力量越大，身体受到反向的拉力也就越大。所以，物质一旦落入黑洞，只能无限地跌进该天体的中心。

根据现代科学的认识，空间不空和物质不实，以及宇宙是量子化的。宇宙由两大类物体组成，其一是离散的量子，包括基态量子构成空间和激发量子成为能量；其二是封闭的量子，即由高能量子组成的封闭体系，就是我们通常所说的物质。

作为封闭体系的物质，在黑洞的内部，因为无法抵抗引力的作用而无限地聚集，使物质解体，还原为离散的量子。于是，物质的解体，终止了引力的存在。在黑洞中只存在量子之间的弹性碰撞，由原来的相互吸引转变为相互排斥。所以，黑洞与其他由物质组成的天体不同，黑洞是一个巨大的能量团，由无数个高能量子构成。从这个意义上来说，黑洞是宇宙中最大的基本粒子，与电子和质子属于同一层次的物质。

根据人类认识的基本原则，“凡是具体的，都是有限的 。” 既然黑洞是一个具体的天体，那么其寿命和能量也一定是有限的，不可能只吸收能量且万世永存。因为，任何物体的封闭性都是介于0～1之间的，封闭性绝对为0或1的物体都是不存在的。

首先，黑洞会通过对空间量子的碰撞对外辐射能量。否则的话，也不可能形成引力场，吸引其他的物质。

其次，根据量子力学，封闭体系是由粒子的高速运动所形成的，具有隧道效应，即有少量粒子会不受空间的束缚，逃离封闭体系。黑洞就是一个巨大的能量封闭体系，其中必然会有少数量子脱离黑洞，表现为黑洞对外辐射能量。而且，越是高能量子，其逃逸的概率就越大。所以，黑洞对外辐射的能量主要是高能量子，如x射线和中微子等。

最后，即便是已经跌入黑洞的高能量子如光子和x射线等，也不会立刻受到黑洞的束缚，有一个滞后的时间差。因为，高能量子受到黑洞的束缚，是通过与空间量子的碰撞来实现的。当物质受到量子空间的挤压，会由原来的封闭体系解体并还原为离散的高能量子。于是，高能量子从物体中释放出来时，并不会立刻就完全受到黑洞的束缚，存在着一个由服从物体到服从黑洞的变化过程。对于这一变化过程，我们可以用光子的半变换距离R_c来描述， 并以指数的形式发生实际的变换。所谓半变换距离就是当光子行至该距离时其服从光源和空间的状态各占50%。由于光子的自由程为cτ²₀/τ，半变换距离需要碰撞的次数是τ₀/τ，所以光的半变换距离为上述两者的乘积，即

R_c = （τ³₀/τ²）× c ≈ 10⁶ cm

其中，R_c为光子的半变换距离；τ₀为基态量子的弛豫时间，可以由宇宙的背景辐射温度T₀换算出来；τ为光子的弛豫时间；c为光速。于是，光速的变换率（η）为

η = 1 - e^-r/Rc = 1 - e^-rτ2/cτ30

其中，r为光子的实际传播距离，只有当光子的传播距离远大于光子的半变换距离时，该光子才会受到空间的束缚而无法逃离黑洞。

从上述公式中我们看到，由于半变换距离的存在，光子服从空间的变换存在着滞后效应。光子的能量越大，光子的惯性运动就越大，其需要受到空间束缚的距离就越长。比如，X射线的半变换距离要比可见光子的半变换距离长得多。反之，空间的能量越大，表明空间的效应就越大，则光子的变换距离就越短。

类似光子服从空间束缚滞后性的例子，在日常生活中也是很常见的。比如，一个中国人到美国生活，并不是一踏入美国国界就立刻成为具有美国文化和思想意识的美国人。由中国人转变为美国人是需要时间的，相对于进入国界这一行动来说，其思想意识的转变有一个滞后期，存在着一个具体的转变过程。这个转变过程的长短，与该中国人的年龄及其与美国人的接触程度等直接相关。有些小孩通过在学校与当地孩子接触和接受教育，很快就本土化了；而一些老华侨一直生活在唐人街，几十年过去了，其思想意识仍然停留在中国传统的文化之中。

迈克尔逊-莫雷实验的测量长度只有1m，其所用光线的半变换距离根据计算约为1000m，该实验的误差范围为10^-2数量级。所以，迈克尔逊-莫雷实验无论是在地球表面上还是在高山上，都无法测量出空间的分布和变化。因为，由于光速变换的滞后，在1m的范围内光子来不及服从空间变换，只相对于光源（地球）以速度c运动，与空间的具体状态无关。这就如同我们不能期望，在美国进行数天访问的人，其思维方式一下子就完全美国化了。

如果我们将迈克尔逊-莫雷实验加以变革，使该实验的长度超过1000m，就有可能观察到光子受空间的影响，使干涉条纹呈现出周期性的变化。因为根据计算， 地球的质量与地球的半径之比，远小于其他天体的质量与各个天体到地球的距离之比的集合。所以，地球并不拖拽空间，属于牛顿的绝对空间。反之，遥远的天体发出的光，其传播的距离远大于半变换距离。因此，星光由最初相对于光源以速度c运动转变为相对于空间以速度c运动。在这一转变过程中，为了保持能量的守恒，光子的部分势能转变为动能，表现为星光的红移现象，这就是光的运动红移。

综上所述，黑洞并不是绝对的只进不出。如果黑洞附近的物质经过不断地吸收而变得稀少，使黑洞再也无法吸收到足够多的物质时，就会因高能量子的辐射而逐渐地失去能量，开始由黑洞逐渐地转变为白洞。当然，这一过程是很漫长的，因为黑洞的辐射概率很低，所以黑洞的寿命较长。所以，在多数情况下，我们看到的，是辐射高能量子的黑洞。

霍金也曾预言黑洞辐射高能射线。不过，他所说的射线并非是从黑洞中辐射出来的。霍金辐射是来自于黑洞边缘的正负粒子对。当一个粒子跌入黑洞时，另一个相反的粒子就会反向地逃逸出来，表现为黑洞对外辐射能量。

这种理论需要假定空间是由粒子对构成，而且辐射出来的应该是基本粒子而不是x射线。此外，我们也不知道粒子对中的两个粒子有何分别，为何不都进入黑洞，亦或是只有正物质受到黑洞束缚？还是逃出的粒子正负都有，两者的结合以x射线的方式逃逸出来？如果是这样的话，根据能量守恒，落入黑洞的粒子岂不是要成为负能量了吗？此外，霍金辐射，没有提供黑洞内部的辐射机制，从而无法说明黑洞变白洞的物理机制 。然而，黑洞肯定不会始终黑下去，并且越来越黑（大）。

总之，黑洞并不象通常所认为的，只进不出并会一直存在下去。黑洞会对外辐射少量的高能量子如x射线或更高能量的量子。黑洞不黑，只是其辐射的能量太高，我们人眼是感应不到的。而且，只要辐射的能量大于吸收的物质（能量），则黑洞势必会降低其束缚的能力，使较低能量的量子也开始辐射出来。于是，黑体失去能量的速度会有一个加速的过程，最终以超新星的方式将其之前收集的能量全部释放出来。在最后的辉煌中，黑洞结束了其诡异的一生。