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    霍金黑洞公式演算 霍金黑洞理论的计算公式

    2019-04-11  来源:天气网  【字体:  

      导语:霍金黑洞公式演算是什么样子的?虽然很多数学公式在生活中很少被用到,但是在科学领域中有着非常重要的?#20040;Γ?#21487;以说,没有公式,就没有真正的科学理论依据。如果我们要探索宇宙,当然是离不开公式的。其中,非常著名的霍金黑洞理论也是通过公式计算出来的。下面我们来看看霍金黑洞理论的计算公式。

      霍金黑洞公式演算 霍金黑洞理论的计算公式

    霍金黑洞公式演算 霍金黑洞理论的计算公式

    霍金黑洞公式

      黑洞是最经济的也是消耗能量最少的天体,它的引力势能我们认为完全由惯性能提供,有:一MC^2=U=M^2G/R,R为黑洞半径。上述公式写成方程式,两边同乘以G,并且用黑洞施瓦兹解表示G,获得方程:

      2M^2C^2G=UC^2R;

      由于黑洞由中心到视界半径是量子化的,R=Ct=Cn/u,n表示为黑洞内部的总量子态数目,u表示为总量子态的震动频率,获得方程:

      2uMEG=UC^3n;

      当一个震动频率是2πKT时,n个量子态恰好表达了黑洞总势能的态,这样方程式写成:

      2uM2πKTG=UC^3,即:

      2uM2πKG=SC^3;最后依据普朗克爱因斯坦关系,把u表示为黑洞质量M,则有方程:

      2M^22πKG/hC=S。这个方程是黑洞质量与熵的通用公式,若把施瓦兹解黑洞半径表示质量,则得到S=4πR^2/4KC^3/hG,也就是霍金黑洞熵公式。

      总结公式:

      黑洞温度公式:T=(hc^3)/(8πkGM)

      黑洞熵公式:S=Akc^3/4hG

      (A 黑洞事件视界面积;h 普朗克常量;k 波尔兹曼常数;G 牛顿引力常数;c 光速;S 熵;T 黑洞温度)

      霍金黑洞理论的计算结论

    霍金黑洞公式演算 霍金黑洞理论的计算公式

    霍金黑洞理论

      霍金的计算表明,黑洞的蒸发辐射具有黑体的所有特征。它赋予了黑洞一个真实的,在整个视界上同一的,直接由视界处的引力场强度来决定的温度。

      对史瓦西黑洞来说,温度与质量成反比。质量与太阳一样的黑洞,其温度是微不足道的,开氏(即绝对零度以上)十的负七次方度。不是零,但小的可怜;黑洞并不是完全的黑,但一点也不亮。很遗憾,这样低温的辐射实在太微弱了,是不可能在实验室中探测出来的。

      霍金的计算还有一个重要发现:黑洞的质量越小,温度越高,辐射也越强。显然,蒸发只有对微型黑洞来说才有特别的影响,而微型黑洞的温度是很高的。在黑洞中,质量越大的黑洞,温度越低,蒸发的越慢;质量越小的黑洞,温度越高,蒸发的也越快。

      对于微黑洞来说,温度非常之高,可达千万开甚至上亿开,随着蒸发的加剧,质量丢失的很快,温?#28982;?#36805;猛地上升,随着温度上升的加快,质量丢失的就更厉害,这中过程会以疯狂的形式演变,最终黑洞被摧毁,以猛烈的爆发而告终,所有粒子都得到了大赦(对巨型黑洞来说发射粒子的过程十?#21482;?#24930;,相当于蒸发;而对微黑洞来说,发射粒子的过程十分迅猛,相当于爆发)。

      对于星系中心的巨型黑洞来说,其蒸发的过?#25506;对?#36229;出宇宙的年龄,假定宇宙有足够长的寿命,并且不回缩,那么这类黑洞最终?#19981;?#26159;要蒸发掉。不过这类黑洞目前还是吸积?#27934;?#20110;蒸发,以吸积为主。只有当宇宙后来的温度降到?#26085;?#31867;黑洞的温?#28982;?#20302;时,它们才开始以蒸发为主。然而这个过程太慢长了,等到它们开始蒸发,也将?#23545;?#36229;出宇宙的年龄,而它们要蒸发完毕,大约要十的九十九次方年!

      关于霍金黑洞理论自我否定

    霍金黑洞公式演算 霍金黑洞理论的计算公式

    霍金黑洞理论

      霍金的自我否定与其所持的朴素证伪主义科学观密切相关。霍金在科学理论的认识上有?#32422;憾?#29305;的见解。他认为,科学理论仅仅是一些模型或规则,而这些模型和规则“只存在于我们的头脑中,不再具有任何其他的实在性”。他还认为,简单性和解释力是一个“好的科学理论”必须满足的两个条件,但科学理论是不能证实的,在理论只是假设的意义上来说,“任何物理理论总是临时性的”。悖论是理论创新的突破口。霍金提出“黑洞悖论?#20445;?#24403;时确实为科学界探索黑洞开创了全新的研究方向,但他的理论也存在一些与其他物理学理论相互矛盾的地?#20581;?#20854;实,这次新发现将进一步完善霍金有关黑洞研究的理论体系。

      霍金的自我否定,是他坚?#36136;?#20107;求是的科学精神和敢于?#38750;?#30495;理的理论勇气的生动体现。在他的身上,有科学家求真、求新的人格魅力。在?#23454;?#31185;学高峰的征途中,科学家总是在已知与未知的边缘上提出问题和解决问题。因而,科学家在研究中犯这样或那样的错误总是难免的。重要的是,科学家一定要保持对科学真理的执着?#38750;?#21644;勇于探索的坚定信念。

      霍金的自我否定,并非是心血来?#20445;?#20063;不是突然想改变他?#32422;?#21407;先的理论。因为越来越多的理论证据迫使他不得不作出自我否定。据普雷斯基尔介绍,根据弦理论家的一些研究成果,普雷斯基尔?#28909;?#24050;经建立了一个强有力的以显示黑洞真的能保藏信息的理论模式。霍金一直以极大的兴趣跟踪着弦理论家的工作,但霍金的学术论文还没有发表,一切都难有定论。他的新理论是否正确还要经过多方的验证。

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