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第268章 黑洞增加（第1页）

咱们来介绍一下黑洞啊，但其实一些基础的概念以及黑洞的由来啊，咱们在之前已经介绍过了啊，就不赘述了，各位也可以参考一下之前的视述，额，接下来两期内容呢？咱们就算是一个补充和拓展的主要就介绍一下霍金等人对于黑洞的供，现在还有这个，现在对于黑洞的一些研究的好，那我们来回顾一下啊，我们说黑棒的概念其实早就有了，对吧？早在18世界啊，这个米少和拉普拉斯等人就曾经讨论过拉普拉斯曾经所说是一个具有与地球同样的密度啊，而直径约为太阳25o倍的明亮天体，它射的光线啊，将被自身的引力吸引，而不能够被我们看到的，正是由于这个道理，宇宙当中最明亮的天体啊，却很有可能是看不见的，而且拉普拉斯还给出了黑洞的视界半径公式，2=2g盐比上c班这个公式确实是对的，就是和今天用广相对论的推导出来的，这个得出来的是一样呃呃，但是拉普拉斯那个时候呢是？

假设成这个例子计算的啊，就这个计算过程不太对啊，后来呢，就是按时按表了广义相对论，很快湿法熄就给出了释法析解啊，18西铁啊在当时病并没有引起多大重视啊，就是说这个时空中间是一个起点密度无限大，那这就有点理解不上去了对吧？那后来呢，人们就开始计算是物质，它这个密度，他到底能够达到多大呢？额，最早的时候就认为你密度最大的时候应该就是电子点名台的状态，对吧？因为由于这个粒子之间的挤压垫子呢高度秘密就把所有的这个低能态全部都占满了啊，这个时候就会出现减缓压力的，就是努力不相容原理啊，加到这应该就是极限了啊，我们说此时就是一个百姓对吧后来呢，就是签到了彩卡给出了这个钱到了塞卡极限啊，如果这个外部压力啊，要是再大一点儿，这电子的简并压呢，也会支撑不住这个电子卡就被压进原子核里了啊，这个极限就是14个太阳质量左右啊，过一。

四个太阳质量，那电子减肥啊，就支撑不住了，后来人们明白了，说过这个钱德拉塞卡极限了电子就被压进原子核里了，就会和质子生成种子的整体就会变成几乎啊，全部都是由这个中子的构成的一个天体啊，那此时支撑着万有引力的就是中子的简并压力啊，这就是一颗中子星，再后来就是澳门海默以后计算了一下啊，他说，这个中子星啊，也应该存在一个质量上限的质量，过22点儿的太阳质量的这个静态中子星或者呢质量过29个太阳质量的旋转中子星就会进行不断探索，有这个中子简并态也支撑不住了，就所有的物质啊，就会探索到一个密度无限大的点上去啊，这就是黑洞啊，到这个时候为止，人们就是从理论上形成机理上给出了双重语言，所以黑洞就正式成为了一种天体啊，被加入到什么恒星演化模型啊，以及这个活动星系核统一模型当中等等等等，那我们已经知道了。

说大质量恒星啊，他晚年的会生星爆炸，你知道如果这个星爆炸之后，恒恒星的核心的这个质量啊，过了傲慢耳膜极限就是22到29个太阳质量啊，那么这颗恒星，它的核心呢就会坍缩成一个黑洞啊，并且随着观测的这个证据啊，越来越多，再加上第一张黑洞的照片已经被拍摄出来了吧？我们几乎确定黑洞就是真实存在的，那黑洞长什么样，对于施瓦西黑洞啊，这中间他就是一个起点，这个点啊，密度无限大，那在什瓦西半径处的这个曲面事件事件事件，也就是只要物质啊，包括光进入到这个事件实件以内啊，你就别想出去了，呃，他就可以很快地被吸到这个起点上去了，黑洞啊，比较特殊，它那一步的时空坐标是互换就是我们理解的啊，这个半径啊，从表面一直延伸到起点啊，它就是一个实践坐标，你只要进入到黑洞内部，那他就必须把这个企业的方向去调，所以严格来说就是。

电视界以内，他这个等半径的一个曲面是一个动事曲面奇点处就是时间的终点，那假如说有一艘宇宙飞船，他调到了这个黑洞的时间世界里边了啊，那他无论向哪个方向啊？加大动力，都只能让他更快地奔向这个企业啊，直至相撞，所以起点和这个事件世界中间的区域啊，这就是真空啊，对于施瓦西黑洞啊，他的实间实间呢，也叫做无限红移面啊这块儿咱们来解释一下，咱们之前说过他在物理学当中啊，同意一一共分三种，第一种就是正常的多普勒红米啊，这是由于运动员相对于我们的运动决定的啊，远离我们呢就是红米啊，像我们本来就是难以啊，最好理解的就是声音的这个落魄的弘毅现象是一辆汽车从远处驶来，然后再次呢远离我们，那它的音调啊，就是从第一变高，然后呢？再点点啊，但是呢，这个音调是由于频率决定了我们说红移指的是波长的红叶也是他和频率。

刚好是反过来的啊，像我们本来音调变高呢，就是频率变大，那也就是波长变小啊，这就是难以远离我们呢，音调变低啊，就是比率变小，也就是波长变大啊，这就是红米啊，这就是多普勒红米啊，但是第二个咱们收够的红叶啊，就是宇宙学红移这个就不是由于这个物体运动为主导了，而是由于时空的运动，也就是宇宙膨胀带来的这个效应与宇宙的宇宙的宇宙的宇宙，他强行的让这个物体远离我们了啊，同样也会带来这个红移效应啊，这个同意就叫做宇宙学红移，而黑洞的无线鸿一面呢，只能就是第三种红米，那她是由于强引力场带来的红夷呃，这个怎么理解呢？我们按照经典的思维去尝试着理解一下啊，在经典力学当中啊，我们向上抛一个物体这个物体，它的运动状态会生什么变化呢？随着这个物体的上升，它的度就会越来越慢，对吧？从能量的角度来说呢，就是动能转化成了势能。

啊，也就是说这个物体你想要继续往上跑，你就要克服引力的这个束缚带带一下呢，就是动能减小了，体现出来就是度减小了对吧那对一个光子来说啊，如果在弱引力场当中这个效果，你几乎不会体验，但是要是在强引力场当中啊，光子，你想要逃脱这个引力的束缚，也需要付出一定的代价，那光子能付出什么代价，有的时候也降低点度呗，不行，光泽天生的设定啊，就是度不变，而且我们也不能够用经典的这个动能公式1mV2方啊你去计算那怎么办呢？光子能量公式是什么呀？是1=a吹牛对吧诶是呢，就是普朗克常数用呢就是光子的频率，所以通俗的例子就是这个光子啊，它可以通过降低自身频率的方式来当做代价，从而能摆脱这个引力的束缚啊，那降低频率就是波长增加呀，于是就会产生红移啊，这个红姨就叫做尹丽红尹啊那个？

如果这块你理解了，那也就理解了他为什么处于强引力场当中的啊，我们看到他的时间会变慢呢，现在我们对于疫苗的定义是什么呀？是基于其频率来定义的，对吧？你观察者这边呢？sir频率是正常的，而处于其实引力场当中的那个人，这个色频率变了，对吧？但你一秒的定义这是人为规定的，都是个周期为一秒啊那必然他的一秒钟就会比我们的一秒钟时间长了能力的吧，这就是一个例事件膨胀啊好，那如果说光子的这个频率啊，它降低到某个极限了，唉，那光子也无法这个摆脱客服这个引力的束缚了，这个引力是它的界限，就叫做无限红移面啊对禁止黑动物来说，无限红移面就是他的事件事件事，但是如果对一个旋转黑洞，那也叫做克尔黑洞，那么就比较复杂了，他有两个世界和两个无线红里面啊，就是他最外边是一个无线网里面，然后往里面是一个世界啊。

啊，又是一个无线后一面，然后又是一个世界啊，外边的这个无线红意面和世界之间啊，这个区域叫做能曾啊，如果有人调到能曾能曾上去了，那么在理论理论上，他还是可以再出来的，为什么呢？先呢，它是在世界之外，对吧？这个世界以里，他是时空坐标互换了，就什么都出不来了，但是在农村当中啊，负能量负能鬼道啊，不能轨道就是具有负的能量啊，这可能不是很好理解，因为生活当中我们看不见一般我们理解就是能量最低就是零呗不是能量为零不是最低，还有负能态了那为什么我们看不见呢因为负能态啊，全部都被占满了你比如说真空当中就是从哪儿开服动态离子啊？这就是咱们说说说说说的这个第二课的第二，那如果有一个人，他掉进这个能城里了，他怎么出来呢他就可以向外人类一个东西啊啥都行？给他扔到这个负能态轨道里那这个东西就具有赋能了，那她自己呢就增加了一份正能量啊他所以他就有可能被弹出来，这就相当于是。

从克尔黑洞当中提取了一部分能量出来啊，这个过程啊，就叫作彭罗斯过程鳄索罗斯是一个很厉害的，广州的专家啊，可以霍金齐名啊那如果我们不断地通过这个朋友的过程从科尔黑洞当中提取能量，那么克尔黑洞最终就会退化成一个了，是不是黑洞啊？他就不转了，就变成一个静态的黑洞了啊，对课程黑洞还有一个有意思是它中间不是一个起点了，而是一个棋盘啊，就是一个盘起点啊，这个盘起点，他能有多大呢？就会不会从这个世界外边落落落落来呢？人们现这件事在数学上是被允许的，如果这个黑洞啊，她转足够快，那么这个棋盘啊，就会越来越大，而且呢他世界可能还会消失，那你棋盘很有可能就可能就可能就可能就会裸露出来呀，但是只要是裸露出来的就比较可怕了，因为奇点的物理性质是不可知的，如果外部的这个观察者你可以直接看到几点？那就会导致时空的这个因果关系也错了那什么课？

不希望这种事情生啊，要是法系可以弄这个起点在黑洞内部啊，那没关系了，反正我也看不见，但是对于克黑洞那最好还是不要让这个棋盘，所以这个朋友撕等人在当年就提出过一个猜想。但是对于克黑洞，那最好还是不要让这个棋盘裸露在外边儿，所以这个朋友斯等人在当年就提出过一个猜想啊，叫做宇宙监督猜想是这个宇宙当中啊，就是应该存在一个监督人员啊，他只要看到时候有黑洞这个起点和鲁鲁在外边儿就是不行啊，你得回去这个宇宙宇宙监督猜想是吧，这样你就避免了就是人类呃可能理解不上去的事，其实就是说可能会存在某种机制来制约制约这个起点的路啊，但是这这件事到现在也没有被证实啊，如果一个客户黑洞，它还存在电荷啊，那我们就把这个黑洞叫做叫做克尔纽曼黑洞啊，他不能够再有别的参数了啊，之前咱们说过是不是动有一个无毛定理啊？但其实三毛定理啊，这个最早就是会呃听说了的一个猜想，后来是被霍金等人证实了，就是说对于一个黑洞来说，我们只能够知道他的这个质量，哎呀，角动量，然后电荷量这三个星期，其他的所有信息都不可能知道的，有的说不对呀嗨。

能知道啊，你咋说就只能知道三个信息呢，是这样啊，竟是怎么知道呢？是根据这三个参量参量计算出来了，对吧？如果是静态黑洞的半径上就是2g盐比上c班啊，我们说的这个黑洞的无毛定理呀，指的是这黑洞，他之前的信息你比如说它是由什么恒星坍缩成一个黑洞呢？有没有一个人掉进去了？唉，这些信息就永远也得不到了，换句话说，质量搅动了以及流量这三个参数可以为确定一个黑洞的状态呢？如果有两个黑洞，他们这三个参数是相同的，那么这两个黑洞他就是一模一样的啊，这就是无毛定理的理解理解，那下面呢？咱们来说一下霍金对于黑洞的贡献啊，这些咱们先来开个头，霍金第一个对于黑洞的贡献呢？是推广了这个起点定的事实是这样的，就是有一阵儿，人们怀疑是黑洞探索之后，他会不会不存在这个奇点呢？就我们计算出来的这个起点，他可能是理想当中的情况啊，就是在一个高度对称的前。

光想的这个结果，嗯嗯，这个时候很长的，十分难受，所以什么确实会先考虑一些对称的情况啊，但是情况，但是情况，但是情况，但是情况很很多很多很多，多多称的都不一样，所以最终它有可能就不是探索成一个点了，这件事就是朋友斯最先给出证明的，它证明了对于陕西黑洞啊不管你是不是高度对称的原来恒星？你可能是长了七星棺状都没关系，最终他都会他说成一个点，也是一个密度无限大的一个起点啊，后来呢，是霍金在博士的那种啊，就把朋友送的这个证明进行了推广啊，这是1966年的事儿，当年霍金是24岁，她呢就把朋友47点定理推广到了任意黑洞啊正式这个起点定理啊，才保证了起点的存在，这个点饿在屋里上的理解就是时间结束的地方啊所有的物质能使使劲不出来，后来的人们又研究说它会不会存在时间开始的地方呢？所有的物质是指。

附近吧那理论上存在就是白洞是广义相对论允许黑洞和白洞的存在，但是黑洞可以有这个恒星探索形成了一个洞怎么形成呢？这个问题现在也也不是很好理解，所以物理学家其实讨论的并不多啊，197o年，霍金和彭公司啊，倒是共同合作了一篇这个论文啊，他们认为宇宙大爆炸就是开始于一个起点，这个起点就是一个百度，并且在宇宙大部分初期啊，还会形成一些纸质量很小的黑洞啊，我们叫原初黑洞，这些黑洞就不是由于恒星探索形成的了，而是由于这个大爆炸初期，它具有高温高压啊，所以可能就把一些物质给直接压缩成黑洞了，也叫做微型黑洞，但是到现在为止啊，也没有这个直接的观测证据啊，那再来说，霍金的第二贡献啊，霍金提出了黑洞的面积定理说黑洞的表面积只能随时间增加啊，不能随时间减小，唉，这就是面积定理的，有的时候黑洞在不停的吃东西啊，他肯定是表面积越来越大呀。

对，但是我们你怎么保证呢？面面积定理就是通过微型集合，严格证明了，并且他阻止了一件事，就是两个黑洞可以合并成一个，你一个黑洞吗？就不能分裂成两个啊？因为如果你分裂了呢，表面积，它就会减小，对吧？就是面积定理啊，这就是面积定理，这个面积定理啊，呃，听起来有没有点熟悉啊？唉，感觉是不是和某个定义很像啊？我们说什么东西只能增加不能减少来着，上海热力学第二定律熵增定律啊是孤立系统当中他的这个伤害也是只能增加不能减少正好呢，当年人们还一件事就黑洞这个东西啊，太奇怪了啊，这貌似是只要是有他那热力学第二定律就不能够在全宇宙失踪了啊你比如说有一个人他不是掉黑洞里了，那这个人本来他是有伤的啊掉进之后呢，伤没了一个黑洞，什么都没有，他只有三个人毛毛，所以全宇宙的伤害就会减少那么一丢丢那我们要是把宇宙看作一个鼓励性的，这个系统的熵就是减小了啊！

不是增加了啊，你这就违反热力学，要调调利率的呀，当年提出这个质疑的人当中啊，就包括会热吗？会热呢，就把他这个想法就告诉她一个学生了啊，叫做贝肯斯坦1973年，他克斯坦的有一天就看到了这个霍金的面积定理啊他她说这不就是伤吗？如果我们想要保证啊，这个全宇宙，他的伤仍然是增加的，那你就得在黑洞当中体现出来了呀，既然黑洞的表面积也是只增不减，唉，那这个黑洞的表面，你会不会他就是黑洞的伤？并且你按照这个热力学第二定律啊，黑洞增加的这个表面积应该还比原来那个人他的伤量大那么一点点，对吧？因为你整体的伤，必须得增加呀，于是啊，他就表了一篇论文中提出了广义热力学的血液经历啊，说黑洞并不违反热力学要经历啊，根据霍金的面积的黑洞的表面积就可以看作是伤的一个量度，这样你全宇宙的伤仍然是只增不减的啊，就是热力学第二定律没毛病嗯嗯，这件事儿会。

他听说了之后不是很满意啊，他说她说贝肯斯坦，他就是在歪曲我的意思啊，这个面积就是面积，他怎么可能是我呢？我是通过纯粹的数学的数学的微分几何证明的证明的，这个面积病例你这是直接给你直接给当时学问不对的呀，于是这个霍金呢，就给被给自己就反驳了，其实霍金主要考虑到了这么两点，第一如果黑洞具有熵，那么你在根据热力学第三定黑洞，就应该有温度，有温度就应该有热辐射唉，这就是和当时人们理解的黑洞是完全不一样了，可以动车有13根毛，你不能有温度了嗯嗯，而且任何物质和物到这个时间时间之内他不然你就出不来了那怎么可能还存在这个热火车呢唉这是霍金啊？不愿意支持背歌词背的第一点啊第二点贝肯斯坦啊他看似是解决了这个热力学第二定律，但其实也并不是很严谨啊，热力学第二定律它有很多种表述上伤只是其中一种一种一种最最经典的表述应该说应该说温度应该是温度只能自的，自的高转移到地方。

这这就是生活经验呢，而且无一返利了，但是这一点黑洞仍然不满足，任何物体都被黑洞洗走了，不管你是高温还是低温啊，后来啊，这个霍金就冷静思考了，他说他肯斯坦有没有可能是对的呢？如果这个黑洞的真的是有温度的呢，考虑了两年，最终提出了一个最主要的贡献啊，就是霍金辐射，黑洞确实有温度，并且呢，还存在着热辐射啊，但是一个新的问题，紧接着就来了，如果黑洞存在着辐射，那黑洞很有可能就会完全的蒸掉了，那曾经被黑洞吸进去的所有的物质的这个信息是否消失了呢，从而就引了一系列的信息，是否守恒的大战，嗯嗯，时间关系，咱们下期再来继续聊这个很深刻的问题啊，黑洞信息佯谬。