國外媒體報導發現霍金輻射？一旦證實，這將是本世紀最偉大發現

2020-10-15 星辰大海路上的種花家

10月13日，一篇名為《Direct Detection of Hawking Radiation from Asteroid-Mass Primordial Black Holes》（原初黑洞霍金輻射的直接探測）論文在arXiv上橫空出世，很多國內媒體直接將其指向了發現霍金輻射，霍金卻早已在2年前去世，實在令人唏噓！

霍金輻射到底是什麼東西？

要說霍金輻射，必須從黑洞開始說起，這是黑洞級別的天體才有的一種理論輻射！


黑洞的前世今生

黑洞是廣義相對論中推導出來的天體，但後來真的在宇宙中發現了！相信各位一定對愛因斯坦佩服得五體投地，但其實如果簡單理解黑洞的話，牛頓萬有引力就夠了！

黑洞就是質量大到連光都跑不出來的天體，那麼萬有引力有哪幾個要素呢？天體的質量、距離和萬有引力常數，也就是如下公式表示：

萬有引力公式

天體之間的引力與它們的質量成正比，與距離的平方成反比，和圓周運動的的向心力公式等價起來，那麼就可以推導出第一宇宙速度的公式，如下：

第一宇宙速度公式推導過程

假如讓地球的質量不變，直徑縮小到18mm，那麼你會發現第一宇宙速度大約就是光速，正常情況下地球並不可能會達到這樣的級別，但宇宙中的極端天體會，比如恆星內核，它會在自身的重力坍縮下達到這個級別，此時光速運動的物質都無法逃離天體，黑洞就形成了！

1916年史瓦西就用愛因斯坦最新的引力場公式推導出了史瓦西度規，說的大概就是上面的內容，如果不考慮時空這些複雜的因素，簡單理解也就差不多了！


黑洞連光的逃不出，我們是怎麼發現的？

黑洞的引力極強，所以進入視界的任何物質都不會再出來，所以黑洞是宇宙中最黑暗的天體，但這只是進入視界的物質，在吸積盤上準備掉落視界的物質，仍然會在壓縮後輻射出強大的、從電磁波到伽馬射線級別的全波段輻射！

天鵝座的X-1就是這樣發現的，銀心Sgr A*也是這樣發現的，當然最近的M87*黑洞的成像EHT（事件視界望遠鏡）利用的也是這個原理，當然黑洞不止這種情形可以發現，比如它強大的引力會擾動周圍的天體，還有其引力透鏡等都可以找到它的蛛絲馬跡！


霍金輻射又是什麼鬼？

黑洞有一個超喪的特性，即使將一個極高熵的物質丟進去，也就是混雜到不能再利用的資源，比如廢棄的任何東西丟進黑洞，那麼它也將到達奇點，熵就在宇宙中消失了，這不符合熱力學地爾定律，那麼怎麼辦？

霍金在1974年提出了黑洞輻射的理論，他從量子論的角度出發，即使在真空中也沸騰這能量的海洋，在確定時間的瞬間，會產生出巨大的能量波動而產生虛粒子對，每一個虛粒子對都有一個正能量粒子和負能量粒子組成，總能量為零！

那麼在視界附近產生時，負能量粒子可以穿過事件視界到達黑洞內部，而此時正能量粒子則可以逃逸黑洞，但進入黑洞的負能量會消耗黑洞的質量，所以在外部看起來就是黑洞輻射了能量一樣！這種輻射後來被稱為霍金輻射！

2008年6月，NASA發射了GLAST衛星，試圖尋找蒸發的黑洞中γ射線的閃光，但事實上到現在為止，連個鬼都沒找著！

那麼霍金輻射發現了嗎？

上文已經給出答案了，鬼都沒找著！那麼arXiv上的論文說了啥，為什麼很多媒體都解讀為霍金輻射已經找到了？

Light, asteroid-mass primordial black holes, with lifetimes in the range between hundreds to several millions times the age of the universe, are well-motivated candidates for the ....... We point out that a new generation of proposed MeV gamma-ray telescopes will offer the unique opportunity to directly detect Hawking evaporation from observations of nearby dark matter dense regions and to constrain, or discover, the primordial black hole dark matter.

這是論文的摘要，其實就說了一個微型黑洞捕捉霍金輻射閃光的一種可能，簡單的說就是提出了一種理論上可行的觀測霍金輻射的方法，根本就沒說觀測到了霍金輻射！

微型黑洞是否存在？

到現在為止天文學家發現的都是恆星級黑洞和超大質量黑洞，大都是通過其異常的X射線輻射而被發現的，微型黑洞從理論上來說，它只誕生於宇宙大爆炸時期，那時候產生超緻密物質能會出現質量和體積比突破史瓦西度規的情形，但自從大爆炸後，宇宙中再無這樣的機會誕生！

另外還有一個問題，從宇宙誕生到現在已經過去了138.2億年，這些四處遊蕩的微型黑洞是不是已經長大了，還是如霍金輻射那樣蒸發了，都無法確定，而且質量太小，引力透鏡效應極低，因此也沒有很好的方法觀測！

今年早些時候還有科學家提出太陽系的第九顆行星是黑洞，就基於這種可能，那麼我們的後院真的隱藏了這樣一頭巨獸嗎？儘管可以將它稱之為微型黑洞，但事實上它可以吞了整個太陽系，實在是太可怕了！

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  • 第一張黑洞照片能證實霍金輻射嗎?
    第一張真實的黑洞照片已經公布出來，但這並不能證實霍金輻射，與霍金的研究沒有關係，真正有關係的是愛因斯坦。而且霍金已經去世，無論以後如何證明霍金輻射的正確性，他也無法獲得諾貝爾物理學獎，因為這個獎項只頒給還在世的人。
  • 或證明霍金最偉大預言!
    已故著名物理學家史蒂芬·霍金有許多傑出的科學成果，如果從中挑一個最偉大，最有希望獲得諾貝爾獎的，那無疑就是「霍金輻射」理論。通過將量子力學和廣義相對論結合，霍金極富遠見地預言黑洞並非絕對的黑，它也不是只進不出，而是緩慢的釋放輻射，直至完全蒸發。
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  • 霍金,自始至終可能就是個騙子!
    就在上周，NASA的官推說霍金是本世紀最偉大物理學家？哈哈，請容我不懷好意地笑五分鐘。請問他在科研領域發明了什麼？又發現了什麼？先說點直接和天文宇宙相關的，射電天文四大發現：類星體、脈衝星、星際分子和微波背景輻射。 哪一個不偉大？
  • 霍金究竟是人間奇蹟，還是精心布局？
    就在上周，NASA的官推說霍金是本世紀最偉大物理學家？哈哈，請容我不懷好意地笑五分鐘。請問他在科研領域發明了什麼？又發現了什麼？ NASA的低效和腐敗咱已經不止一次吐槽過，埃隆·馬斯克早已把這個國有大機構扇得啪啪作響，咱就只想要一個實證。
  • 霍金,可能就是個騙子!
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  • 我們或許可以驗證黑洞的霍金輻射現象了
    現在，引力波的迴響可以證實一個數十年前關於黑洞的假說。 研究引力波數據的天文學家認為，他們已經發現了回聲的證據——只有在存在霍金輻射產生的「量子模糊」的情況下才會發生回聲。 加拿大滑鐵盧大學的天文學家兼物理學家尼亞耶什·阿夫索迪說：「根據愛因斯坦的廣義相對論，物質一旦越過了黑洞的事件視界，便無法逃脫。
  • 霍金去世了!這位號稱現代最偉大的物理學家為何沒獲得諾貝爾獎?
    史蒂芬·霍金已經於2018年3月14日去世，享年76歲。史蒂芬·霍金專注於研究宇宙論和黑洞，並且證明了廣義相對論的奇性定理和黑洞面積不減定理，並且還提出了黑洞蒸發理論和無邊界的霍金宇宙模型，為愛因斯坦的相對論以及普朗克的量子力學都做出了不可磨滅的重要一步！
  • 霍金去世,但時間沒有盡頭
    剛剛，一顆偉大的心臟停止了跳動。這是一條來自英國媒體的一則不幸消息：享譽世界的現代物理學家霍金去世，享年76歲。——而在這一天，正是文藝復興時期物理學家伽利略去世300年的紀念日（1642年）；而在139年前的今天，正是20世紀最偉大物理學家愛因斯坦的誕辰。
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