第269章 量子涨落（1 / 2）

咱们来介绍一下黑洞信息，杨幂啊，无论在经典物理当中，还是亮度里当中人们对于信息守恒啊，似乎从来都没怀疑过，虽然我们到现在对于信息这个词儿仍然没有一个额，相对来说严谨的定义，但是黑洞热力学的出现呢？确认信息是否守恒的这个问题啊，浮出了水面，并且加速了人们对于万有理论的研究啊，可惜的是，这个问题至今为止仍然是物理学的未解之谜啊，挑起这个问题的人呢？这个事实一分货，今天咱那今天咱们就先来介绍一下霍金其人，然后顺带着回顾一下上期的内容，霍金的是1942年1月8号出生在这个英国牛津啊，这一天刚好是伽利略逝世300周年，霍金呢，有两个妹妹啊，还有一个收养的地理啊，霍金从小就对宇宙学充满了好奇，满15岁的时候呢，他就接触到了这个膨胀宇宙模型啊，这宇宙宇宙正在膨胀啊，这霍金就感觉是不可思议啊，可能可能可能可。

同学讨论讨论这个宇宙啊，他那个时候还是一个高中生呢，所以她同学就都给它起了起了个外号叫小爱因斯坦啊，就天天研究时空1959年17岁的霍金呢，就考入了这个牛津大学大学学院，物理学三年之后大学毕业了，这霍金呢，就决定学习宇宙学，但当时啊，这个牛津大学没有很好的宇宙学课程和导师啊，到时候这剑桥大学在这方面也比较厉害，当时剑桥大学最有名的宇宙学家叫做嚯嚯，这位就是稳恒态宇宙模型的创始人之一之一，这霍金就想去和他学习一年，所以毕业之后1962年霍金就考到了这个剑桥大学三一学院来攻读这个宇宙学，博士研究生啊，但是他被她被指派的导师啊，并不是这个会议另外一个叫做丹尼斯下马啊这下马啊，虽然名气不高啊，但是他很喜欢和这个学生讨论问题，而且而且说要是有哪个问题啊？这个下马解决不了的，没关系的，我可以介绍别人来给你解答你想上去咱们提到这个罗斯，他就是。

下马的朋友那个朋友是本来是研究数学的，那就是下马总去找她问问题啊，结果呢？这朋友圈就喜欢上这个广义相对论啊，就成为了一相对论和宇宙学的专家了，所以后来这个想法就说嘛，我这一生最骄傲的两个事儿，一个就是有霍金这个学生，那另外一个呢，就是把俄罗斯拉过来，这个研究过相对论啊，研究生第二年1963年霍金就被诊断出来患有这个建筑症啊，这种病到现在都没有这个根治方法啊，然后后大夫大夫来基本上也就两三年的寿命了，所以这霍金一时间是很难打井，根本就无心学习了啊，就想退学了，那正是在下马的这个劝说之下啊，再加上年霍金谈恋爱了啊，姑娘叫做怀尔德啊，这是霍金妹妹妹妹啊，后来呢，这个霍金查出电动之后，或者是不离不弃啊，64年订婚了，这个65年两人就结婚了，这块儿有的就是霍金的第任妻子啊，而所以就是在导师和爱人的鼓励之下，霍金开始继续做研究啊，并且延续。

这个生命的记忆啊，知道我去年才去世，什么年的时候呢，就提出了七点，那就是无论这个恒星，他在探索的过程当中是否是高度，最终都最终都会形成一个密度无限大的一个无限大的一个年扩间呢？就在这个自己的博士论文当中啊，又把奇点定理啊进行了拓展啊，撰写了宇宙膨胀的性质一文啊，并且她凭借的这篇论文是顺利地拿到了这个博士学位啊，那之后就开始专攻广义相对论和宇宙学，在这期间，他和彭罗斯等人啊有过不少沟通和交流和交流的1971年霍金呢，发表了三篇论文呢，第一篇论文呢？是说这个在宇宙大爆炸初期啊，由于高温高压，所以呢会形成一些原初黑洞啊，这些黑洞啊，并不是由于这个恒星炭，所以它所以它质量啊，相对来说会比较小啊，那第二天的人有货运部分证明了无毛，并且咱们之前说的动态只有三个信息啊，这三个信息就可以唯一的。

确认一个黑洞了啊，并且其他的信息我们也不可能知道的，第三篇论文啊，就是霍金提出了所谓的面积定理啊，说黑洞的表面积只能随时间增加，不能够随时间减小啊，那这个面积定理啊，在当时就被发到了一个人啊，就是会热的一个学生叫做贝克斯坦被贝克斯坦认为说黑洞的表面积那就可以看作是伤的程度啊，因为根据这个热力学第二定律是孤立系统当中的汤也是只增不减的，所以呢，这个很简单，就把黑洞的表面积和熵联系到一起了啊，或者说是背景的胆子就是歪曲了我的意思是我的这个面积定理就是单纯从数学角度证明了那个黑洞，他并不存在这个热力学过，结果呢，两年之后啊，霍金改口了，认为说这个被斯坦说的是对的是对的，黑洞的表面积确实可以认为是伤的两度啊，不仅如此，这黑洞有伤，所以呢，提供有温度，有温度，有存在热火时，于是霍金就提出了另外一个重要的贡献啊，就是霍金辐射。

并并且从此就诞生了黑洞热力学上去，怎么就说到这儿了吧？那下面咱们就来看看这个信息悖论啊，到底是咋回事儿？首先咱们就得从这个霍金辐射说出来了，在经典的黑洞模型当中，人们认为黑洞是只进不出的啊，那怎么可能存在这个热辐射呢啊？就是霍金的高明之处，他巧妙的把这个量子效应啊加入到这个黑洞当中，我们之前说真空当中，并不是空不是空无的啊，在量子力学当中当中那真空的吗？真空的时候，老师都存在这个量子上，这个量子涨落不停地有需要的对的，这个出现啊，就是一个虚粒子和一个虚法粒子啊，并且呢，在极短时间之内啊，他们迅速的就湮灭了，所以我们就看不到了啊，或者你可以这样简单的理解啊，所谓的虚的虚，这个虚构的啊，我们看不到的，但是呢，这个虚粒子对，如果他在短时间之内，他不能够严密啊，那须力子呢，就可以通过宣传效应变成实粒子，从而被我们观察到啊！

哎，那你可能会好奇，你说那我们为什么要虚构这个虚粒子呢？那就既然看不到，那是不是就是不存在了啊？质量，所以我们不能够直接看到叙利亚啊，但是它们引起的一些效应，而却可以给我们观察到啊，比如说咱咱们之前提到我们这个卡西米有效应是真空空调两块平行的，这个金属板之间啊她他会存在着莫名其妙的压力，那这件事就可以通过这个虚粒子来解释啊，代表说，既然真空当中存在着这个量子涨落，那我加一个电厂，那你这两个虚粒子，它一正一反呢，如果这个虚粒子对还没来得及这个严密呢？哎，那他们就会被这个电厂给拉开了，他俩就不应该向相反的方向跑啊，对吧对吧对事实也正是如此，如果在真空当中，我们世界上强电场啊，这个虚粒子，它就会变成实粒子，然后向相反的方向跑，从而能被我们观察到这，这就是真空极化啊，这块儿这块儿这块儿这块儿这块儿这块儿这块大，总之，真空当中是存在这个量子涨落的啊，那我们现在脑补。

这样一个画面就如果这个量子涨落的这个过程，它恰好发生在了黑洞的这个世界的附近，会怎么样？那一共也就这么几种情况，第一种呢是黑洞的这个引力还来不及，对这个虚粒子对产生影响了吗？这个是直接喷，严密啊，就相当于什么都没发生啊，或者呢，这个咋就掉进黑洞里了呢？然后再发生演明，这种情况也不会造成什么影响啊，可是还有一种情况就是这个真空当中突然出现了一对对对对，但是只有一个调集黑动力了，另外一个呢，他跑掉了啊，这种情况会有什么影响呢？但是这块儿还得需要这个细分的两种情况啊，就是可能是这个需要进黑洞了啊，虚反粒子呢？也可能是虚反粒子掉进黑洞了，这个靴子跑出来了啊，霍金通过计算之后发现，咱们刚才说的这个最后的这种情况发生的概率最高就是这个虚反粒子，它掉进黑黑洞里了，变成实的反粒子了虚粒子呢？每一掉进去就逃离这个黑洞，变成实力派了啊这种。

情况那就有意思了，这个反粒子，它具有负能量啊，那当这个反粒子被吸引到这个黑洞的这个起点上的时候，由于它具有负能量，所以呢，黑洞整体的能量就会减少那么一丢丢，或者说它质量减少了一丢丢，跑出去那个实粒子呢？具有正能量就逃之夭夭了，哎呀，你看这种情况，那整体上是不是就相当于就从这个黑洞中心发射了一个实力一直奔向远方了？也就是说，这两种结果是等价的啊，就具体过程我们都可以不关心了，唉，这就是霍金辐射啊，由于真空当中的这个量子涨落，让黑洞这种这种无毛的天体仍仍然存在着辐射啊，霍金辐射啊带来的直接的结论啊，有这么几个第一个面积定理不太是绝对的啊，也就是黑洞的表面积，它并不是只增不减了啊，那是经典的黑洞理论，而在考虑的这个量子效应的这个黑洞理论当中呢？哪怕只有一个粒子辐射出去了啊，那么黑洞的。

质量也会减少那么一丢丢啊，质量减少半径呢，就会减少是吧你半径减少，表面积自然也会减少啊，而且一会儿咱们还会提到黑洞的表面积，它不仅会减少啊，黑洞还有可能完全的就蒸发掉了，第二个结论霍金辐射呀，保全了热烈需要第二定律啊要背很多，然后说说黑洞的表面积可以看作熵的量度，因为表面积指同步减呢，但是现在呢，这黑洞的表面积，它并不是只能不剪了呀那时候你学第二定律是不是不是不是不是黑洞了呢啊不是的啊，还记得咱们刚才说的这个霍金辐射的过程吗他是有一个虚反粒子，它掉进这个黑洞里啊，然后使这个黑洞的质量减少了，但这个虚反粒子，它本身是带有伤的，所以在这个过程当中啊伤并没有减少，第三个结论，黑洞存在真温度啊，霍金通过计算这个黑洞的腐蚀强度，发现这个辐射呀她近似于一个黑体辐射啊所以呢，我们就可以把黑洞看做是一个具有温度。