霍金辐射也叫黑洞辐射,是一种关于黑洞的理论。其要旨是:黑洞会放出黑体辐射,这是由史提芬·霍金在1972年建立它的数学模型的。霍金辐射的理论能说明如何降低黑洞的质量而导致黑洞蒸散的现象。
科学家普遍认为,由于某种微妙的量子效应造成了黑洞能量损失,由此它会逐渐缩小,经万亿年的能量和粒子辐射之后,最终会蒸发掉。但它在寿终时刻发生了什 么事情,还不能确定。最近,新西兰维多利亚大学科研人员发现,宇宙中许多物体都能发出霍金辐射,霍金辐射比预想的更普遍,因此可以通过研究霍金辐射来了解 黑洞寿终时刻的情形。
尽管霍金辐射的发现被当前科学界广为接受,但迄今还没有哪一位天文学家观测到黑洞爆发。黑洞的最后时刻被认为是:几百吨的物质在两三秒钟内直接转化成了能量,产生的爆炸威力将使任何原子弹都相形见绌。
爱因斯坦曾支持定态宇宙理论,不过当时爱因斯坦很快就放弃了自己的观点,但手稿显示他仍对宇宙是在一次爆炸中形成的观点犹豫不决。上世纪代,大爆炸理论获得了观测数据的支持, 当时美国天文学家Edwin Hubble等人发现,遥远星系正在不断远离,并且宇宙本身也在膨胀。这似乎暗示着,在过去,宇宙是一锅非常稠密炙热的“原始肉汤”。
但是,自上世纪40年代后期以来,Hoyle认为宇宙可能在永恒地扩展,并且保持着恒定的密度。而宇宙通过不断增加新物质来保持这一发展状态。之后,粒子 将合并形成星系和恒星,而它们将以合适的速率发展,逐渐占据宇宙膨胀制造出的额外空间。Hoyle的宇宙是无限的,因此它的大小并没有随着其膨胀而改变, 它始终处于一个“稳定状态”。
最新公开的手稿显示,爱因斯坦在更早时也描述了一个基本相同的理论。“如果密度保持不断,新粒子必须不断形成。”他写道。该手稿被认为是爱因斯坦于1931年在美国加州旅行时写下的,部分原因是它被写在美国的便条纸上。
该手稿被收藏在耶路撒冷爱因斯坦档案馆中,人们能够在该馆网站上自由浏览,但是它一直被错误地归纳为爱因斯坦另一篇论文的初稿。爱尔兰沃特福德理工学院 物理学家Cormac O’Raifeartaigh表示,当意识到这份手稿讲述的内容是什么时,自己几乎从椅子上跌下来。他和同事在arXiv预印本服务器上公开了他们的发 现,以及爱因斯坦德文原稿的英文译本,同时,他们将论文刊登于《欧洲物理学期刊》上。
“该发现证实,Hoyle并不是一个怪人。”研究 合作者、英国剑桥大学科学历史学家Simon Mitton说。Mitton曾撰写《Fred Hoyle:科学人生》。无论如何,爱因斯坦曾考虑过稳态宇宙模型是不争的事实,而这将为Hoyle有关这一问题的辩论增加筹码。“如果Hoyle知道, 他肯定会用它来重击对手。”O’Raifeartaigh说。
尽管Hoyle的模型最终通过天文观测被排除,但它至少有数学上的一致性,通过调整爱因斯坦广义相对论方程式,提供了物质自发形成的可能机制。爱因斯坦 未公开的手稿表明,首先他相信此类机制能衍生于自己的原始理论。但O’Raifeartaigh研究小组表示,那时爱因斯坦可能意识到自己的运算出现了错 误。当他改正后,他大概觉得这个想法不可靠,于是丢到了一边。
普林斯顿大学宇宙学家James Peebles表示,这个手稿可能是“一个始于新点子带来的兴奋的草稿,但作者意识到被自己欺骗后,就立刻放弃了”。而且似乎没有记录显示爱因斯坦曾经再次提到过这些运算。
但实际上,爱因斯坦推算了稳定状态概念,以表明自己对大爆炸理论的一贯抵制。即便其他理论物理学家证实大爆炸是广义相对论的自然结果,爱因斯坦也觉得它 “糟糕透了”。O’Raifeartaigh及同事指出,在天文学家发现宇宙膨胀证据后,爱因斯坦放弃了对静止宇宙的偏袒,而一个稳态宇宙将是下一个最好 的选择。