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Academia Arena, 2010;2(2), Zhang, 只有用经典理论才能正确地解释黑洞的霍金辐射 只有用经典理论才能正确地解释黑洞的霍金辐射 张 洞 生 新 1/24/2010 1957 年毕业于北京航空学院,即现在的北京航天航空大学 永久住址: 17 Pontiac Road, West Hartford, CT 06117-2129, U.S.A. E-mail: ZhangDS12@ 内容摘要：由广义相对论得出的黑洞是一个怪物。一旦形成，它就只能吞噬外界能量-物质而膨胀长大， 在宇宙中永不消亡。霍金的黑洞理论证明，黑洞会因发射霍金量子辐射而会缩小消亡，使黑洞与宇宙中 的任何物体和事物一样，具有生长衰亡的普遍规律。所以是霍金的黑的理论挽救了广义相对论的黑洞理 论。但是霍金对黑洞的霍金辐射的解释却不能让人信服和恭维。霍金解释说，由于真空是大量的虚粒子 对不断快速产生和湮灭的真空海洋。就使得粒子对中的负粒子被黑洞捕获而正粒子在外部世界显形，这 就是黑洞中正粒子逃出黑洞的原因。这种解释是在用无法证实的新物理概念来忽悠人们。作者在本文中 将用经典的理论证明：黑洞的辐射就是其内部的正粒子直接从其视界半径上逃离出来的。[[Academia Arena,2010;2(2):23-32]. (ISSN 1553-992X). 关键词 ：黑洞的霍金辐射；真空虚粒子对的狄拉克海；黑洞在视界半径上的能量转换；用经典理论解释霍金 辐射； 【前言】：黑洞的霍金辐射就是将黑洞内部能量-物质的引力能通过其视界半径向外发射而转为辐射能的过程. 霍金的黑洞辐射理论使黑洞与宇宙中的任何实体一样，具有生长衰亡的普遍规律。从而避免了广义相对论对 黑洞的误判。按照广义相对论，一旦黑洞生成，它就只能吞噬外来的能量-物质而永生不灭。 “黑洞的辐射很像另一种有相同颜色的东西，就是黑体。黑体是一种理想的辐射源，处在有一定温度表 征的完全热平衡状态。它发出所有波长的辐射，辐射谱只依赖于它的温度而与其它的性质无关。”[1] 现今的主流科学家们对黑洞的霍金辐射的权威解释包括霍金在内都用“真空中的能量涨落而能生成基 本粒子”的概念。他们认为：“由于能量涨落而躁动的真空就成了所谓的狄拉克海，其中偏布着自发出现而 又很快湮灭的正-反粒子对。，，量子真空会被微型黑洞周围的强引力场所极化。在狄拉克海里，虚粒子对不 断地产生和消失，一个粒子和它的反粒子会分离一段很短的时间，于是就有 4 种可能性：《1》。两个伙伴重 新相遇并相互湮灭；《2》。反粒子被黑洞捕获而正粒子在外部世界显形；《3》。正粒子捕获而反粒子逃出；《4》。 双双落入黑洞。 霍金计算了这些过程发生的几率，发现过程 《2》最常见。于是，能量的账就是这样算的：由于有倾向 性地捕获反粒子，黑洞自发地损失能量，也就是损失质量。在外部观察者看来，黑洞在蒸发，即发出粒子气 [1] 流。” 可见，霍金对黑洞发射霍金辐射的解释是：真空里的虚粒子对中的反粒子易被黑洞俘获，而后与黑洞中 的一个正粒子湮灭，使黑洞内损失一个正粒子，导致黑洞损失能量而缩小。并使黑洞外面的真空中多出一个 正粒子。如果这种解释是正确的话，那么，推而广之，不仅黑洞发射霍金辐射，甚至任何物体发射能量-物 质，就都可以用这种“真空中虚粒子对的产生和湮灭”的概念来解释了，比如太阳发射电磁波粒子和喷流， 人体发出红外线，呼出的二氧化碳甚至于出汗等等都可以套用这种神通广大的虚粒子去解释了。因为按照提 93 3 倡真空能的科学家们的准确计算，真空能的密度可以高达 10 g/cm . 与其用这种高深莫测虚幻概念和复杂的数学公式去作兜圈子的证明黑洞外面多出一个正粒子，不如直接 论证黑洞向外发射的霍金辐射就是这个逃出黑洞的正粒子来得简单明瞭而自洽。这就是作者在本文中试图用 霍金的经典黑洞理论而更圆满地解释霍金辐射的缘由。作者在 II 节中，将用相同的公式以计算证明：黑洞发 射霍金辐射的机理 无需神秘化，它与太阳发射可见光以及物体发射热辐射的机理是一样的。 【I 】。黑洞的霍金辐射粒子 mss 与史瓦西黑洞(球对称，无旋转，无电荷) 黑洞 Mb 在其视界半径 Rb 上的守