光都逃不出黑洞，为何霍金辐射能使黑洞损失质量？怎么辐射？

　　黑洞是宇宙中客观存在且极为强大的天体形式，由于其核心引力巨大，没有任何力量可以与之相抗衡，所以物质会不断向中心坍缩，理论上认为黑洞的中心是一个密度无限大且体积无限小的奇点。

　　既然黑洞的中心都是一个密度无限大且体积无限小的奇点，那么为什么黑洞还有大小之分呢？虽然所有黑洞中心奇点的体积都是无限小的，但奇点的质量却不同，质量越大，引力就越大，视界范围也就越大。引力与距离的平方成反比，所以距离越远，所受的引力就越小，比如在200公里到2000公里以上的地球近地轨道运行的人造卫星所受到的地球引力就比在地表小得多。

　　黑洞也是一样，距离黑洞中心越远，所受的引力就越小，于是也就有了黑洞“视界”这个概念。

　　要摆脱引力的束缚就需要足够快的初始速度，引力越大，需要的初始速度也就越大，在黑洞视界之内，由于引力过于强大，所以即便是速度最快的光也无法逃逸而出，于是这里就成为了一片完全不可见的区域，黑洞的“黑”便由此而来。既然进入黑洞内部的所有物质，包括光在内，都无法逃逸而出，那么也就是说黑洞是一只“光吃不拉的貔貅”，只会增加质量，而不会损失质量，那么为什么又说黑洞可以通过“霍金辐射”的方式损失质量呢？大名鼎鼎的霍金辐射到底是怎么辐射呢？

　　要讲霍金辐射，还得先从反物质说起。我们所在的宇宙是由各种各样的物质所组成的，而在宇宙诞生之前，不仅有物质，还有反物质，而物质与其相对应的反物质相遇会发生湮灭，并将湮灭前的质量以能量的形式释放出来。

　　而不知道为什么，物质与反物质的数量并不相等，所以在湮灭之后，多余的物质便留存下来组成了我们现在的宇宙。既然我们所在的世界是由物质构成的，我们又是怎么知道存在反物质的呢？最早预言反物质的人是物理学家保罗·狄拉克，他在创立狄拉克方程的时候，出现了两个可能的解，一个解表示电子拥有正能量，另一个解表示电子拥有负能量，于是他便预言每一种粒子都拥有一种与之相对的反粒子。

　　1932年，人类首次发现了电子的反物质，也就是“正电子”，狄拉克的预言得到证实，随后在1954年人类发现了反质子，1956年又发现了反中子，而这些东西又可以组成反原子，反原子就可以结合成为各种宏观形态的反物质。

　　反物质哪里有？反物质随处可见，它会毫无征兆地从真空之中蹦出来，又会以迅雷不及掩耳之速湮灭在真空之中。什么意思？意思就是说真空中会毫无缘由地出现正反物质对。当然，无论是正物质，还是反物质，都不可能凭空产生，所以真空实际上并不是真的空，它充满了真空能量。

　　正反物质从真空中蹦出的过程本质上是一个能量转化为质量的过程，而这里的能量是从真空中借来的。正所谓“有借有还再借不难”，正反物质出现之后会迅速碰撞并相互湮灭，于是能量又还给了真空。

　　有没有办法把反物质留下来呢？有。用高能激光照射真空，当正反物质在照射点附近出现的时候，就会因激光的照射而迅速被拉开，二者无法相遇并湮灭，反物质也就被留了下来。现在我们知道了什么是反物质，也知道了反物质是如何出现的，又如何才能将其留下，但这一切与霍金辐射有什么关系呢？大有关系。正反物质对可能出现在任何空间，也就可能恰巧出现在黑洞的视界边缘。

　　当一个正反物质对恰好出现在黑洞视界边缘的时候，位于视界之外的物质粒子就会以光速逃逸开来，而位于视界之内的反物质粒子则因强大的引力被困在了黑洞之内。

　　现在问题来了，正反物质的出现是因为从真空中借了能量，现在物质跑了，无法湮灭归还能量，怎么办？很简单，留在黑洞内的反物质会与黑洞内相对应的物质发生湮灭，并将能量归还真空，这样一来，黑洞内的物质就减少了，质量就降低了，这就是霍金辐射。当然，霍金辐射所造成的质量损失对于宇宙中质量庞大的黑洞而言是微乎其微的，但如果是人类在对撞机中制造出来的微型黑洞，则马上会因为这种辐射而蒸发殆尽。

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