黑洞的演化過程：吸積—蒸發—毀滅

導語：黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區，這個天區範圍之內不可見。黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程：某一個恆星在準備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，發生強力爆炸。簡而言之，黑洞的演化過程：吸積—蒸發—毀滅。

黑洞的演化過程一般有三步：吸收—蒸發—毀滅

黑洞的演化過程一：黑洞吸積物質向外輻射粒子。

黑洞通常是因爲它們聚攏周圍的氣體產生輻射而被發現的，這一過程被稱爲吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會嚴重影響吸積流的幾何與動力學特性。已觀測到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。

當吸積氣體接近中央黑洞時，它們產生的輻射對黑洞的自轉以及視界的存在極爲敏感。對吸積黑洞光度和光譜的分析爲旋轉黑洞和視界的存在提供了強有力的證據。數值模擬也顯示吸積黑洞經常出現相對論噴流也部分是由黑洞的自轉所驅動的。

在宇宙早期，當氣體朝由暗物質造成的引力勢阱中心流動時形成了星系。即使到了今天，恆星依然是由氣體雲在其自身引力作用下坍縮碎裂，進而透過吸積周圍氣體而形成的。行星(包括地球)也是在新形成的恆星周圍透過氣體和岩石的聚集而形成的。當中央天體是一個黑洞時，吸積就會展現出它最爲壯觀的一面。黑洞除了吸積物質之外，還透過霍金蒸發過程向外輻射粒子。

黑洞的演化過程二：黑洞的溫度高蒸發

由於黑洞的密度極大，根據公式我們可以知道密度=質量/體積，爲了讓黑洞密度無限大，那就說明黑洞的體積要無限小，然後質量要無限大，這樣才能成爲黑洞。黑洞是由一些恆星“滅亡”後所形成的死星，它的質量極大，體積極小。但黑洞也有滅亡的那天，

按照霍金的理論，在量子物理中，有一種名爲“隧道效應”的現象，即一個粒子的場強分佈雖然儘可能讓能量低的地方較強，但即使在能量相當高的地方，場強仍會有分佈，對於黑洞的邊界來說，這就是一堵能量相當高的勢壘，但是粒子仍有可能出去。

霍金還證明，每個黑洞都有一定的溫度，而且溫度的高低與黑洞的質量成反比例。也就是說，大黑洞溫度低，蒸發也微弱;小黑洞的溫度高蒸發也強烈，類似劇烈的爆發。相當於一個太陽質量的黑洞，大約要1x10^66年才能蒸發殆盡;相當於一顆小行星質量的黑洞會在1x10^-21秒內蒸發得乾乾淨淨。

黑洞的演化過程三：黑洞的能量和質量消耗會毀滅

黑洞會發出耀眼的光芒，體積會縮小，甚至會爆炸。當英國物理學家史蒂芬·霍金於1974年做此預言時，整個科學界爲之震動。他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和質量。

假設一對粒子會在任何時刻、任何地點被創生，被創生的粒子就是正粒子與反粒子，而如果這一創生過程發生在黑洞附近的話就會有兩種情況發生：兩粒子湮滅、一個粒子被吸入黑洞。“一個粒子被吸入黑洞”這一情況：在黑洞附近創生的一對粒子其中一個反粒子會被吸入黑洞，而正粒子會逃逸。

由於能量不能憑空創生，我們設反粒子攜帶負能量，正粒子攜帶正能量，而反粒子的所有運動過程可以視爲是一個正粒子的爲之相反的運動過程，如一個反粒子被吸入黑洞可視爲一個正粒子從黑洞逃逸。這一情況就是一個攜帶着從黑洞裏來的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的總能量少了，而愛因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的損失會導致質量的損失。

當黑洞的質量越來越小時，它的溫度會越來越高。這樣，當黑洞損失質量時，它的溫度和發射率增加，因而它的質量損失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，因爲大黑洞輻射的比較慢，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。

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