第七章 黑洞不是这么黑的（4 / 6）

它也可以作为实粒子或实反粒子从黑洞邻近逃走（图7.4）。对于个远处观察者而言，这看起来就像粒子是从黑洞发射出来样。黑洞越小，负能粒子在变成实粒子之前必须走距离越短，这样黑洞发射率和表观温度也就越大。

图7.4

辐射出去正能量会被落入黑洞负能粒子流所平衡。按照爱因斯坦方程E＝mc2（E是能量，m是质量，c为光速），能量和质量成正比。所以往黑洞去负能量流减少它质量。当黑洞损失质量时，它事件视界面积变小，但是它发射出辐射熵过量地补偿黑洞熵减少，所以第二定律从未被违反过。

还有，黑洞质量越小，则其温度越高。这样当黑洞损失质量时，它温度和发射率增加，因而它质量损失得更快。人们并不很清楚，当黑洞质量最后变得极小时会发生什。但最合理猜想是，它最终将会在个巨大、相当于几百万颗氢弹爆炸发射爆中消失殆尽。

个具有几倍太阳质量黑洞只具有1000万分之度绝对温度。这比充满宇宙微波辐射温度（大约2.7K）要低得多，所以这种黑洞辐射比它吸收还要少。如果宇宙注定继续永远膨胀下去，微波辐射温度就会最终减小到比这黑洞温度还低，它就开始损失质量。但是即使那时候，它温度是如此之低，以至于要用100亿亿亿亿亿亿亿亿年（1后面跟66个0）才全部蒸发完。这比宇宙年龄长得多，宇宙年龄大约只有100到200亿年（1或2后面跟10个0）。另方面，正如第六章提及，在宇宙极早期阶段存在由于无规性引起坍缩而形成质量极小太初黑洞。这样小黑洞会有高得多温度，并以大得多速率发生辐射。具有10亿吨初始质量太初黑洞寿命大体和宇宙年龄相同。初始质量比这小太初黑洞应该已蒸发完毕，但那些比这稍大黑洞仍在辐射出X射线以及伽玛射线。这些X射线和伽玛射线像是光波，只是波长短得多。这样黑洞几乎不配这黑绰号：它们实际上是白热，正以大约1万兆瓦功率发射能量。

只要们能够驾驭黑洞功率，个这样黑洞可以开动10个大型发电站。然而，这是非常困难：这黑洞质量和座山差不多，却被压缩成万亿之英寸亦即比个原子核尺度还小！如果在地球表面上你有这样个黑洞，就无法阻止它透过地面落到地球中心。它会穿过地球而来回振动，直到最后停在地球中心。所以仅有放置黑洞并利用之发出能量地方是绕着地球转动轨道，而仅有将其放到这轨道上办法是，用在它之前个大质量吸引力去拖它，这和在驴子前面放根胡罗卜相当像。至少在最近将来，这个设想并不现实。

但是，即使们不能驾驭这些太初黑洞辐射，们观测到它们机遇又如何呢？们可以去寻找在太初黑洞寿命大部分时间里发出伽玛射线辐射。虽然它们在很远以外地方，从大部分黑洞来辐射非常弱，但是从所有它们来总辐射是可以检测得到。们确实观察到这样个伽玛射线背景：图7.5表示观察到强度随