作业帮不确定性原理对于霍金的意义为什么不确定性原理对于霍金理论如此重要,请具体阐述,不确定性原理的意义到底在哪里,为什么会让霍金提出了黑洞不太黑的黑洞辐射理论?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/16 20:17:23
不确定性原理对于霍金的意义为什么不确定性原理对于霍金理论如此重要,请具体阐述,不确定性原理的意义到底在哪里,为什么会让霍金提出了黑洞不太黑的黑洞辐射理论?
不确定性原理对于霍金的意义
为什么不确定性原理对于霍金理论如此重要,请具体阐述,不确定性原理的意义到底在哪里,为什么会让霍金提出了黑洞不太黑的黑洞辐射理论?
不确定性原理对于霍金的意义为什么不确定性原理对于霍金理论如此重要,请具体阐述,不确定性原理的意义到底在哪里,为什么会让霍金提出了黑洞不太黑的黑洞辐射理论?
理论提出的背景：
霍金于1973年提出了黑洞的“面积定律”,贝肯斯坦几个月后以此为基础发表了《黑洞热力学》的论文,把黑洞面积延伸为黑洞的熵.但黑洞有熵就一定有温度（因为熵是一种无序）,这与黑洞吸收一切辐射矛盾.霍金和贝肯斯坦为此僵持了很久,在这场激烈的争论和思考后,霍金决定另辟蹊径.作为宇宙物理学家,霍金对量子力学有着最基本的了解,却没有深入认识（坦白说,霍金在这之前对量子力学的了解可能连我都不如）.之后霍金尝试用不确定性原理解释黑洞的热辐射,具体如下：
由于不确定性原理带来的量子涨落影响,黑洞边缘会不断产生粒子-反粒子对和虚粒子对.当负能量粒子被吸入黑洞,正能量粒子就能获得能量逃逸,而黑洞损失质量,所以在整个体系中,可以看做黑洞在发光.
黑洞由于不断释放量子辐射而具有一定的温度.但越大的黑洞温度越低,一般只有万分之一K,以至于比目前的宇宙3K微波背景辐射还要低得多.所以黑洞仍然不断接受能量而增大.等到宇宙膨胀到一定成度而使温度低于这个极限,黑洞便辐射大与吸收.它就会质量越来越小,质量越小温度越高,温度越高质量损失越快,最终小到临界质量以下,就会爆发,从此消失掉.
黑洞温度公式：T=（hc^3）/（8πkGM）
黑洞熵公式：S=Akc^3/4hG
其中
A为黑洞事件视界面积
T为黑洞温度
h为普朗克常数,值为6.626×10^-34焦·秒
c为光速,值为299792458m/s
k为玻尔兹曼常数,值为1.3806505(24) × 10^−23 J/K
G为牛顿引力常数,值为6.672 × 10^-11N
M为黑洞质量
从公式中我们可以得知,黑洞温度与质量成反比.
难！