黑洞蒸發

我們知道，水會蒸發。我們把一杯水放著不動，過一段時間再去觀察，會發現水變少了。原來，液態的水蒸發到空氣中，變成了氣態的水蒸氣，於是杯子中的水自然就減少了。宇宙中的黑洞，也有一種“蒸發”的現象。黑洞蒸發這個概念，是由英國著名的物理學家霍金於1974年提出來的。

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根據量子場論，真空並不是絕對的空無一物，真空中會不斷地著產生出正反粒子對，接著正反粒子對又在很短時間裡湮滅。什麼時正反粒子對呢？這裡我們簡單解釋一下。物理學上由狄拉克方程預言每種微觀粒子都存在有它的“反粒子”。舉個例子，我們知道電子是帶負電荷的，而人們在實驗中也發現了正電子，正負電子就是一對正反粒子對。正反粒子一相遇就會發生湮滅，同歸於盡。
霍金認為，在黑洞的周圍，正反粒子對產生後有四種可能的結果：一、湮滅；二、一起落入黑洞；三、正粒子落入黑洞而反粒子逃脫出來；四、反粒子落入黑洞而正粒子逃脫出來。最後一種結果的可能性最大。反粒子帶有負的能量，落入黑洞之後會使黑洞的能量減少，而逃脫出來的正粒子就好像是從黑洞向外發射出了能量。這就是黑洞的蒸發。黑洞的質量越大，蒸發得越慢。
注意，由於這裡說的是黑洞周圍而不是內部的情況，所以黑洞蒸發並沒有違背黑洞內的物質和能量不能逃出黑洞的基本原則。