霍金是对的！黑洞确实会蒸发！

1974年，斯蒂芬·霍金提出了他最著名的预言之一：黑洞最终会完全蒸发。

根据霍金的理论，黑洞并不完全是“黑”的，而是会发射粒子，即散发出热辐射，霍金相信这种辐射——被称为霍金辐射——最终会使黑洞失去足够的能量和质量，最终消失。虽然科学界普遍认可这一理论，但又认为几乎不可能对此进行证明。

然而，近日物理学家首次证实了霍金辐射的存在——至少在实验室里。尽管霍金辐射过于微弱，以人类目前的仪器还无法在太空中探测到，但物理学家利用声波和宇宙中一些温度极低的奇特物质，建立了类似黑洞的模型，从而观察到了霍金辐射。

黑洞所产生的引力如此之大，甚至以光速运动的光子也无法逃脱。虽然真空的太空通常被认为空无一物，但量子力学的不确定性表明，真空中充满了虚粒子，它们以物质-反物质对的形式存在或消失（反物质粒子具有与其对应物质粒子相同的质量，但具有相反电荷）。

正常情况下，当一对虚粒子出现后，它们会立即相互湮灭，然而，在黑洞的事件视界边缘，极端的引力反而把粒子拉开，当一个粒子被黑洞吸收时，另一个粒子则被射入太空。

换句话说，视界之外的虚粒子可以被观测到，从而变为实粒子，而视界之内的虚粒子会被黑洞吞噬，不会被观察到，由于视界之外的粒子是带有质量的真实粒子，由质量与能量守恒定律，视界之内被吞噬的粒子具有负能量和负质量，能减少黑洞的能量和质量。

如果吞噬的虚粒子足够多，使黑洞损失的质量超过增加的质量，那黑洞就会慢慢蒸发，黑洞越小，蒸发速度越快，直到黑洞完全蒸发，不过，这种作用极其缓慢，和太阳一样质量的黑洞需要约10^58年来蒸发0.0000001%的质量。

所以，基本上大质量的黑洞可以存活很久，一般恒星死亡产生的黑洞估计可以存活10^66年，超大质量黑洞可以存活10^90年，霍金辐射也证实了为什么我们无法观测到宇宙诞生时产生的微黑洞，因为它们早已蒸发殆尽。

霍金辐射非常微弱，目前还无法在太空中观测到。2008年6月，美国国家航空航天局（NASA）发射了费米伽马射线空间望远镜（GLAST），其主要科学目的之一就是寻找蒸发的黑洞中伽马射线的闪光，并确定其与霍金辐射的关系，现在，以色列的物理学家已经想出了非常有创意的方法，在实验室中对霍金辐射进行测量。

以色列理工学院的物理学家用一种处于“玻色-爱因斯坦凝聚”状态的极冷气体来模拟黑洞的事件视界，当玻色子原子在冷却至接近绝对零度时会呈现出一种气态的、超流性（完全缺乏黏性，可在环状容器中无止尽地流动）的状态，这就是玻色-爱因斯坦凝聚。

在这种状态下，几乎全部原子都聚集到最低的量子态，形成一个宏观的量子状态。与常见的其他相态相比，玻色-爱因斯坦凝聚非常不稳定，来自外界的极其微小的作用都可能使其加热到超出临界温度，分解为单一原子的状态。

事件视界是黑洞的一个看不见的时空边界，任何东西都无法从事件视界内部逃脱，一个常被误解的概念是认为可以观察到物质掉入黑洞的过程，但这是不可能的，遥远的观察者仅仅能看到物质以越来越慢的速度靠近它，但物质本身不会有任何异常，会在有限时间内穿过事件视界。

研究人员在流动的玻色-爱因斯坦凝聚气流中放置了一个“悬崖”，形成一个气体的“瀑布”；当气体以瀑布的形式流下时，可以将足够的势能转化为动能，使其流动速度超过音速。

研究人员没有使用物质和反物质粒子，而是将成对的声子——或称量子声波——放入气流之中，气体流动缓慢一侧的声子运动方向与气流相反，远离瀑布，而气体快速流动一侧的声子则无法远离瀑布，被超音速气体“黑洞”捕捉。

这就像当你试图逆流而上时，水流速度比你的游速还快，你觉得自己在前进，但实际上是在后退，类似的，黑洞中的光子试图离开黑洞，但却被引力以错误的方式牵引。

霍金预测，黑洞所发射粒子的辐射将处于连续的波长和能量频谱中，他还认为，可以用一个只依赖于黑洞质量的温度来描述这种辐射，近期的这项“声音黑洞”实验证实了这两种预测。

理论物理学家表示这些实验堪称科学上的杰作，主要从理论角度研究如何模拟黑洞，不过这项研究是“漫长过程中的一步”，特别是该研究没有显示声子对在量子水平上是相关的，而这是霍金预测的另一个重要方面。

“故事还会继续，这根本不是结束”

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