1974年,著名的物理學(xué)家斯蒂芬·霍金提出了一個引人入勝且引發(fā)諸多思考的觀點,挑戰(zhàn)了我們對宇宙的固有認(rèn)知?;诹孔游锢碓恚艚鸫竽戭A(yù)測,盡管從理論上看,任何物體都無法逃離黑洞的事件視界,但這些宇宙中的“巨獸”卻能夠發(fā)射粒子。霍金的這一觀點,如同在科學(xué)界平靜湖面投下了一枚巨石,激起了層層漣漪,引發(fā)了一場持續(xù)超過50年的激烈辯論。
霍金的理論與物理學(xué)領(lǐng)域的兩個基本原則產(chǎn)生了深刻的沖突:廣義相對論和量子力學(xué)。廣義相對論由阿爾伯特·愛因斯坦在1915年提出,解釋了重力是時空彎曲的一種表現(xiàn)。根據(jù)這一理論,黑洞是將巨大的質(zhì)量壓縮到單一點,導(dǎo)致其引力之強,連光都無法逃脫。然而,霍金通過量子力學(xué)的視角,指出或許并非所有物質(zhì)都會被黑洞無情地吞噬。量子力學(xué)的奇特現(xiàn)象表明,粒子對會在時空中不斷產(chǎn)生并消滅,霍金認(rèn)為,這種平衡在黑洞事件視界附近可能會被打破,允許粒子逃逸形成所謂的霍金輻射。
霍金輻射的概念設(shè)想了一個可能的黑洞蒸發(fā)過程。隨著越來越多的粒子被黑洞噴射,黑洞將逐漸失去質(zhì)量,并最終在極漫長的時間內(nèi)消失。盡管這一理論非常引人入勝,但現(xiàn)實中卻極難找到相關(guān)的實驗證據(jù)??茖W(xué)家們推測,一個太陽質(zhì)量的黑洞完整蒸發(fā)所需的時間可能高達(dá)10的67次方年,遠(yuǎn)超宇宙的現(xiàn)存年齡。此外,現(xiàn)今尚未有直接證據(jù)能夠證明霍金輻射的存在,關(guān)于這一現(xiàn)象的探討仍帶有極大的不確定性。
許多科學(xué)家正在致力于尋找證據(jù),包括在實驗室環(huán)境中構(gòu)建微型黑洞。微型黑洞由于其較小的質(zhì)量,理論上應(yīng)能更快地蒸發(fā),為科學(xué)家提供了更好的觀察機會。荷蘭拉德堡德大學(xué)的天體物理學(xué)家海諾·法爾克參與了2019年捕獲的首張黑洞圖片,他對此表示,在廣義相對論框架下,傳統(tǒng)觀點認(rèn)為黑洞中的物質(zhì)只能被吞噬,無法逃脫,這一看法需要在霍金的研究中重新審視。