关于黑洞事件视界的矛盾
霍金证明了随着时间增加黑洞事件视界面积不减,同时他还证明黑洞会像黑体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比.
黑洞发出辐射时损失能量,同样损失质量,这是否会导致黑洞事件视界面积减小?如果减小,那么这与随着时间增加黑洞事件视界面积不减是否存在矛盾?
人气:458 ℃ 时间:2020-07-12 01:13:05
解答
那是肯定不会导致视界面积减小,否则也就不会有霍金的面积定理了.因为霍金的面积不减更多的是从黑洞的熵增来考虑的,辐射损失黑洞的质量,为了维持面积,黑洞必须以牺牲事件视界引力做代价,其实质是牺牲黑洞的奇点或者奇环产生的空间曲率,实际上更为确切地说是牺牲了黑洞奇点或者奇环的密度.还有一点疑惑,史瓦西黑洞事件视界半径R=2GM/c^2;表明至少这种黑洞的事件视界半径与黑洞质量有关。而半径决定了面积。并且,如果奇点产生的时空曲率减小,是否可以理解为奇点在膨胀,如果可以,那么又是什么原因导致?楼主所说的辐射是黑洞的量子效应,而霍金的面积定理是在不考虑量子效应得到的,当然这仅仅是面积条件之一。就拿半径公式中的M,虽然辐射使得其质量减小,但是过程是非常地缓慢,而黑洞吞噬的质量是远大于其辐射的。那么总的M还是在增大。这里存在一个极限问题,即当黑洞没有足够的物质可吞噬,那么其辐射大于吸积时,它的面积会减小吗?我想真正到那种极限问题时,这个施瓦希半径公式就已经失效了。那么我们仍然只有从黑洞的熵增来推导。在此极限条件下,黑洞的温度会高得出奇,辐射也不断加剧,那么其黑洞的熵仍然是增大,所以面积依然不会减小。因此请注意面积定理的先决条件,不知我这样解释,你明白了么?当然我们是从宏观上来讨论的黑洞问题。从微观上即奇点密度方面仍然可以解释面积不减。
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