霍 金 輻 射 Hawking radiation
於1974年，Stephen Hawking提出了黑洞縮減的見解。
本質上，靠近黑洞的水平介面 (black hole`s horizon)
的真空波動 (vacuum fluctuations) 產生粒子、反粒子對。
每對中的一個粒子陷入黑洞中，而另一個粒子脫離。
由於脫離的粒子具有能量，因而黑洞勢必喪失能量。
霍金輻射(Hawking radiation)是由於量子效應，
被斷言由黑洞發出，具有黑體光譜 (black body spectrum) 的熱輻射。
黑體溫度 (blackbody temperature) 與黑洞質量成反比，
的真空波動 (vacuum fluctuations) 產生粒子、反粒子對。
每對中的一個粒子陷入黑洞中，而另一個粒子脫離。
由於脫離的粒子具有能量，因而黑洞勢必喪失能量。
霍金輻射(Hawking radiation)是由於量子效應，
被斷言由黑洞發出，具有黑體光譜 (black body spectrum) 的熱輻射。
黑體溫度 (blackbody temperature) 與黑洞質量成反比，
能被歸因於上述過程。由於溫度很低，
人們不易直接觀測這種輻射。
不過，加拿大英屬哥倫比亞大學 的 William Unruh論證了，
靠近黑洞的波動與活動流體之聲波兩者變化間的相似性。
目前，該大學的物理學家 Silke Weinfurtner、Matthew Penrice與
Unruh，及工程師 Edmund Tedford 與 Gregory Lawrence，
業已利用另一種類似的體系─表面波 (surface waves)，
來研究霍金輻射過程 (the Hawking process)。
他們將狀若飛機的流線型物體置入流水道中，來產生高速水流的區域。
下游產生的長波長表面波會朝上游的上述區域傳播，不過受到障礙物的阻擾，
結果轉變成短波長的波動。障礙物起了如同能使輻射脫離，
卻無法進入之所謂白洞 (white hole) 的作用。
( 白洞是物質及光無法從外部進入，卻能從內部脫離的一種假設性區域。)
上述轉變類似受激放射的情況，結果有關經轉變之波動幅度的測定，
與預期的熱散佈相一致。此外，儘管該體系的諸多非線性、
紊流及黏性 (viscosity)，不過連同先前不同團隊獲得的數值，
該項新研究結果證實了霍金輻射的一般性質。
靠近黑洞的波動與活動流體之聲波兩者變化間的相似性。
目前，該大學的物理學家 Silke Weinfurtner、Matthew Penrice與
Unruh，及工程師 Edmund Tedford 與 Gregory Lawrence，
業已利用另一種類似的體系─表面波 (surface waves)，
來研究霍金輻射過程 (the Hawking process)。
他們將狀若飛機的流線型物體置入流水道中，來產生高速水流的區域。
下游產生的長波長表面波會朝上游的上述區域傳播，不過受到障礙物的阻擾，
結果轉變成短波長的波動。障礙物起了如同能使輻射脫離，
卻無法進入之所謂白洞 (white hole) 的作用。
( 白洞是物質及光無法從外部進入，卻能從內部脫離的一種假設性區域。)
上述轉變類似受激放射的情況，結果有關經轉變之波動幅度的測定，
與預期的熱散佈相一致。此外，儘管該體系的諸多非線性、
紊流及黏性 (viscosity)，不過連同先前不同團隊獲得的數值，
該項新研究結果證實了霍金輻射的一般性質。
霍金的分析馬上就成為第一個能令人信服的量子引力理論，
不過目前還沒有實際觀察到霍金輻射的存在。
在2008年6月NASA發射了GLAST衛星，
它可以尋找蒸發的黑洞中γ射線的閃光。
而在額外維度理論，CERN的大型強子對撞器，
也有可能創造出會自我消失的微黑洞。
不過目前還沒有實際觀察到霍金輻射的存在。
在2008年6月NASA發射了GLAST衛星，
它可以尋找蒸發的黑洞中γ射線的閃光。
而在額外維度理論，CERN的大型強子對撞器，
也有可能創造出會自我消失的微黑洞。
黑洞是一個有無限地心吸力的地方，它周圍的物質會被重力拉進去。
以古典力學上來說，它的引力超強，甚至電磁輻射波也無法逃脫。
目前雖尚未瞭解如何統一重力與量子力學，但遠離黑洞之處的重力效應，
卻微弱到依然可以使計算結果，符合彎曲時空的量子場論框架。
霍金表示，量子效應允許黑洞發射精確的黑體輻射。
這電磁輻射彷彿被一個溫度和黑洞的質量成反比的黑體發出.
以古典力學上來說，它的引力超強，甚至電磁輻射波也無法逃脫。
目前雖尚未瞭解如何統一重力與量子力學，但遠離黑洞之處的重力效應，
卻微弱到依然可以使計算結果，符合彎曲時空的量子場論框架。
霍金表示，量子效應允許黑洞發射精確的黑體輻射。
這電磁輻射彷彿被一個溫度和黑洞的質量成反比的黑體發出.
舉例來說，一太陽品質的黑洞的溫度僅有60毫微開爾文；
事實上，黑洞會吸收比自身發射要多得多的宇宙微波背景輻射。
一個品質為4.5 × 1022 kg的黑洞（與月球品質相近）的溫度
會保持在2.7開爾文，並吸收與其發射數量相等的輻射。
更小的原始黑洞（primordial black holes）則會散發比自身吸收更多的輻射，
因此逐漸失去品質。
事實上，黑洞會吸收比自身發射要多得多的宇宙微波背景輻射。
一個品質為4.5 × 1022 kg的黑洞（與月球品質相近）的溫度
會保持在2.7開爾文，並吸收與其發射數量相等的輻射。
更小的原始黑洞（primordial black holes）則會散發比自身吸收更多的輻射，
因此逐漸失去品質。
在沒有霍金輻射的概念以前，物理界有一個難題，
就是如果把有很多熵的東西丟進黑洞裡，那豈不是把那些熵給消滅掉了嗎？
但是熵在宇宙裡是永增不減的，因此這代表黑洞應該也有很多熵，
而有熵的任何東西都會釋放黑體輻射，因此黑洞也會釋放黑體輻射？
但釋放的機制又如何？
霍金輻射就解釋了黑洞釋放黑體輻射的機制。
根據海森堡測不准原理，在真空中，會瞬間憑空且自然地產生許多
粒子、反粒子（虛粒子）對，並且在極短的時間內成對湮滅，
在宏觀上上沒有品質產生，如果一個粒子對在黑洞附近形成，
由於黑洞的引力場很強，導致配對誕生的正反粒子被扯開，
有可能有一個跌入事件視界，而另一個沒有，
從而被黑洞的引力提昇成實粒子。
但這樣就違反了能量守恆定律，所以另一個粒子的質量，
一定是從黑洞本身的質量而來 —
這就是黑洞釋放輻射的一個簡化解釋。
就是如果把有很多熵的東西丟進黑洞裡，那豈不是把那些熵給消滅掉了嗎？
但是熵在宇宙裡是永增不減的，因此這代表黑洞應該也有很多熵，
而有熵的任何東西都會釋放黑體輻射，因此黑洞也會釋放黑體輻射？
但釋放的機制又如何？
霍金輻射就解釋了黑洞釋放黑體輻射的機制。
根據海森堡測不准原理，在真空中，會瞬間憑空且自然地產生許多
粒子、反粒子（虛粒子）對，並且在極短的時間內成對湮滅，
在宏觀上上沒有品質產生，如果一個粒子對在黑洞附近形成，
由於黑洞的引力場很強，導致配對誕生的正反粒子被扯開，
有可能有一個跌入事件視界，而另一個沒有，
從而被黑洞的引力提昇成實粒子。
但這樣就違反了能量守恆定律，所以另一個粒子的質量，
一定是從黑洞本身的質量而來 —
這就是黑洞釋放輻射的一個簡化解釋。
基本上，大質量的黑洞可存活比較久一些。
一般恒星死亡產生的黑洞可以活1066年，而星系黑洞則可以活1090年，
這樣也可以說明為什麼我們無法觀測到宇宙誕生時所產生的微黑洞，
因為它們已經蒸發殆盡。
一般恒星死亡產生的黑洞可以活1066年，而星系黑洞則可以活1090年，
這樣也可以說明為什麼我們無法觀測到宇宙誕生時所產生的微黑洞，
因為它們已經蒸發殆盡。
黑洞是太空中引力極強的區域 ﹔
無論是巨大的星體，或是細小的星塵和氣體，甚至是光，
一遇上黑洞都會被吸進去，消失無蹤。霍金曾在1975年提出，
黑洞會釋出微量的輻射（科學界及後稱之為「霍金輻射」），
所有黑洞最終亦會被「蒸發」掉。霍金同時指出，
人們不能從「霍金輻射」知道黑洞內有什麼物質﹔
當黑洞被蒸發掉時，洞內的所有物質都會一併消失。
無論是巨大的星體，或是細小的星塵和氣體，甚至是光，
一遇上黑洞都會被吸進去，消失無蹤。霍金曾在1975年提出，
黑洞會釋出微量的輻射（科學界及後稱之為「霍金輻射」），
所有黑洞最終亦會被「蒸發」掉。霍金同時指出，
人們不能從「霍金輻射」知道黑洞內有什麼物質﹔
當黑洞被蒸發掉時，洞內的所有物質都會一併消失。
然而，根據量子力學的定律，太空中的物質是不可能完全消失的。
霍金在過去30年嘗試以「黑洞的量子物理有所不同」來解釋理論上的矛盾，
但很多物理學家都質疑這種說法。
如今霍金終於得出一個新解釋﹕
雖然較大型的物質，被吸進黑洞後肯定會永遠消失，
但細小的物質，仍能在幾十億年後慢慢被釋放出來。
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