《柔软的宇宙》(原宇宙大爆炸)

16.真空不空

Sept. 19, 2015

霍金通过广义相对论和数学,计算出了一个结果。那就是黑洞视界的表面积只能增大不能减小。推而广之就是说,你把两个黑洞合并,那没问题。因为两个黑洞合并以后,视界的表面积是增大的。比单独的两个黑洞表面积加起来要大。你想把一个黑洞拆成俩,那你死了这份儿心吧。这是做不到的。这就是黑洞的面积定理。

面积定理一提出,普林斯顿大学的贝更斯坦就坐不住了。他就发觉,这东西有意思。物理学的过程一般的都是可逆的。不可逆的过程只有一个熵。热力学第二定律,发现我们的整个绝热系里面,总熵是只增加不减少的。不论里面发生啥事儿。一杯热水,慢慢的变冷。其实是热量从水里面,流向了周围的空气,热量扩散了。扩散以后,总的熵是增加的。贝更斯坦就怀疑,这个黑洞的表面积,跟熵是有关系的。他就跟他的导师惠勒讨论这个问题。惠勒也很支持他的想法。惠勒给他举例子。一杯开水,很热。扔进黑洞里面,啥都没了。整个宇宙里面,平白无故的,这一杯水所含的熵,没了。这不是违反热力学第二定律的吗?贝更斯坦说,对啊,这不可能啊。我想应该是这样的。虽然那杯开水的熵没了,但是黑洞因为吃了这杯水。质量增大了。黑洞的表面积增加了。假如黑洞的表面积就是熵,那么这一切就都说的通了。整个宇宙的熵,就并没有减少。一倍热水的熵,换来了黑洞的表面积增加。

贝更斯坦大受启发。有熵,必定有温度。那么黑洞有温度吗?有温度必定有辐射,那么黑洞又辐射吗?貌似史瓦西黑洞是死透了的黑洞,不可能再有任何活动了。这不是有矛盾了吗?要是有辐射,那岂不是诈尸了?

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