数学方法。所以我着手设计一种更好的数学处理方法,并于1973年11月底在牛津的一次非正式讨论会上将其公布于众。那时我还没计算出实际上辐射多少出来。我预料要去发现的正是捷尔多维奇和斯塔拉宾斯基所预言的从旋转黑洞发出的辐射。然而,当我做了计算,使我既惊奇又恼火的是,我发现甚至非旋转黑洞显然也以不变速率产生和发射粒子。起初我以为这种辐射表明我所用的一种近似无效。我担心如果柏肯斯坦发现了这个情况,他就一定会用它去进一步支持他关于黑洞熵的思想,而我仍然不喜欢这种思想。然而,我越仔细推敲,越觉得这近似其实应该有效。但是,最后使我信服这辐射是真实的理由是,这辐射的粒子谱刚好是一个热体辐射的谱,而且黑洞以刚好防止第二定律被违反的准确速率发射粒子。此后,其他人用多种不同的形式重复了这个计算,他们所有人都证实了黑洞必须如同一个热体那样发射粒子和辐射,其温度只依赖于黑洞的质量——质量越大则温度越低。
我们知道,任何东西都不能从黑洞的事件视界之内逃逸出来,何以黑洞会发射粒子呢?量子理论给我们的回答是,粒子不是从黑洞里面出来的,而是从紧靠黑洞的事件视界的外面的“空”的空间来的!我们可以用以下的方法去理解它:我们以为是“真空”的空间不能是完全空的,因为那就会意味着诸如引力场和电磁场的所有场都必须刚好是零。然而场的数值和它的时间变化率如同不确定性原理所表明的粒子位置和速度那样,对一个量知道得越准确,则对另一个量知道得越不准确。所以在空的空间里场不可能严格地被固定为零,因为那样它就既有准确的值(零)又有准确的变化率(也是零)。场的值必须有一定的最小的不准确量或量子起伏。人们可以将这些起伏理解为光或引力的粒子对,它们在某一时刻同时出现、互相离开、然后又互相靠近而且互相湮灭。这些粒子正如同携带太阳引力的虚粒子:它们不像真的粒子那样能用粒子加速器直接探测到。然而,可以测量出它们的间接效应。例如,测出绕着原子运动的电子能量发生的微小变化和理论预言是如此相一致,以至于达到了令人惊讶的地步。不确定性原理还预言了类似的虚的物质粒子对的存在,例如电子对和夸克对。然而在这种情形下,粒子对的一个成员为粒子而另一成员为反粒子(光和引力的反粒子正是其自身)。
因为能量不能无中生有,所以粒子反粒子对中的一个参与者有正的能量,而另一个有负的能量。由于在正常情况下实粒子总是具有正能量,所以具有负能量的那一个粒子注定是短命的虚粒
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