| 李 瑞 |
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大伙的第一反應(yīng)是不是這樣的：宇宙中任何東西都應(yīng)該有溫度，地球有溫度，太陽有溫度，銀河系有溫度，黑洞應(yīng)該也有溫度，這有什么稀奇的。別急，大伙再聽下面的，就會(huì)明白，如果說黑洞具有溫度，將是多么不可思議的事情。
首先，我們想一下，我們是如何感受到一個(gè)物體的溫度的呢？冬天，您坐在火爐旁邊，是不是感覺暖暖的？那么，您有沒有想過，為什么人感受到了火爐的溫度？是火爐發(fā)出的紅外線跑到了我們身上。如果沒有這個(gè)紅外線，我們也就沒法感受到火爐的溫度了。而對(duì)于能吞噬一切的黑洞（當(dāng)然也包括紅外線），怎么可能具有溫度！這下您應(yīng)該能明白，為什么我說黑洞具有溫度將是多么不可思議的一件事！
然而，黑洞的確具有溫度。當(dāng)然，這里說的不是黑洞周圍物體的溫度。我們假設(shè)一顆赤裸的、周圍沒有任何東西的黑洞，沒有氣體，沒有塵埃，更沒有吸積盤，我們就看一下黑洞視界上的溫度。說到視界，我們可以簡單地理解為黑洞的表面。黑洞的視界是光也無法逃出來的那個(gè)地方，因此黑洞視界內(nèi)的任何東西我們都是看不到的。
而要想理解黑洞在視界上的溫度，我們得先弄明白一個(gè)概念：霍金輻射。因?yàn)榱孔訚q落的存在，在黑洞視界附近的真空中，可能會(huì)瞬間產(chǎn)生出一對(duì)正反虛粒子。一般來說，這對(duì)虛粒子產(chǎn)生后便會(huì)立刻湮滅消失。但是，如果這個(gè)現(xiàn)象恰巧發(fā)生在黑洞的視界面上，那么這兩個(gè)粒子中的反粒子會(huì)被黑洞吸收，而正粒子則獲得能量逃逸出來。
哇！如此說來，黑洞并不是把所有的東西都吃掉，起碼有一部分因?yàn)榱孔訚q落產(chǎn)生的正粒子跑了出來啊。關(guān)于量子漲落，這里順便說一句，真空并不是完全空的，它有一定的能量起伏，如果某個(gè)地方的能量在某個(gè)時(shí)間變成了正的，其附近就必然有的地方變成了負(fù)的，這樣才能維持能量守恒。
有人可能會(huì)問，為什么只有正粒子跑出來，而反粒子卻不行呢？這是因?yàn)椋诙粗車臅r(shí)空不允許反粒子存在，即使反粒子能出來，它也立刻與黑洞外的正粒子湮滅掉。
現(xiàn)在，從我們的角度看，是不是就感覺這些正粒子似乎就是從黑洞里面發(fā)射出來的呢？再回想一下剛才提到的火爐場景，如果黑洞中出來的這些粒子是光子，那我們是不是就可以知道黑洞的溫度了？簡直不能再神奇！
那么，既然黑洞具有溫度，有人肯定會(huì)問，黑洞的溫度到底有多高呢？對(duì)于有數(shù)百萬個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞來說，它的溫度可能只有一百萬億分之一開爾文（絕對(duì)零度）。這簡直太低了，有沒有溫度高點(diǎn)的？
當(dāng)然有，一個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞的溫度大約為0.00000006開爾文。這還是太低了，有沒有溫度再高點(diǎn)的、能用來煮飯的黑洞？
有，咱找個(gè)更小的，就跟月球質(zhì)量差不多的吧。據(jù)計(jì)算，一個(gè)質(zhì)量和月球差不多的黑洞，其表面溫度大約為1200開爾文——這個(gè)不錯(cuò)，溫度足夠咱們做飯了。
（本欄長期征集“日知錄”三字篆刻，投稿郵箱：rizhilu999@163.com）
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