第4天：第7章 黑洞不是這么黑的
? ? ? ? ? ? 第8章 字宙的起源和命運
在第七章講到了事件視界面積的非減性對黑洞行為加上了重要的限制金矛，在事件視界上的光線的路徑永遠是互相平行運動或是相互散開饲鄙。聯(lián)想到熵（如果不加外力干涉的情況下，事物總是傾向于增加它的無序性）的物理量的行為斗锭，柏肯斯坦的假設是說事件視界的面積是黑洞熵的量度，廣義相對論認為黑洞是不發(fā)出任何東西的物體失球，因而說有黑洞有熵岖是，即說黑洞有溫度能按一定速度發(fā)出輻射是不正確的。所謂的黑洞發(fā)射粒子实苞，并不是從黑洞內部發(fā)出來的豺撑，而只是從緊靠黑洞事件視界的外面的“空”的空間來的，看起來就象是從黑洞發(fā)出來的一樣黔牵。黑洞的引力聪轿，以及粒子與粒子對因引力作用發(fā)生的改變可以用來解釋為何黑洞能發(fā)射粒子。幾倍于太陽質量的黑洞猾浦，絕對溫度低陆错，吸引的粒子多于發(fā)射出去的粒子，當溫度低到一定程度時即開始損失質量金赦，但因其壽命如此之長音瓷，這樣的變化是可以忽略的。極早期宇宙的無規(guī)性形成太初黑洞夹抗，質量小绳慎，內部溫度極高，并以大速率輻射漠烧。但10億噸的太初黑洞與太陽壽命相近杏愤，并且發(fā)射大量的X射線與伽瑪射線。依據(jù)廣義相對論與量子理論得出的結論是黑洞必須象熱體那樣輻射沽甥，而且必須是正在發(fā)射大量的X射線與伽瑪射線声邦，同時，黑洞輻射的存在也說明摆舟，坍縮將不再是最終和不可逆的亥曹。
在宇宙起源的問題上，假若沒有這些理論上的預言恨诱，沒有這些科學家們的設想媳瞪，我寧愿停留在創(chuàng)生的觀念上。但也正因為了有這些物理上的設想預言照宝，我們才可能對宇宙的起源蛇受，命運，對我們的將來有了更大的興趣去了解厕鹃。這樣的一個起源似乎距離我們很遙遠兢仰，也似乎與我們不相干乍丈，也只有極少數(shù)的理論能被證實，無限的外太空仍是一片神秘之地把将。
對宇宙的起源的模型是按照“熱大爆炸模型”來理解的轻专。在大爆炸之前，用弗利德曼模型來說察蹲，粒子因為宇宙膨脹引起溫度的變化而隨之發(fā)生著變化请垛，由高速度運動到結塊到湮滅的一個過程。在大爆炸的那一刻洽议，體積為零宗收，無限熱的一種狀態(tài)，一秒鐘后亚兄，宇宙是各種粒子混稽，主要是光子，電子和中微子及其反粒子儿捧，還有部分的質子 與中子荚坞。電子與反電子湮滅后成為光子，而中微子與反中微子因為引力的極微弱卻可以存在至今菲盾。在大爆炸幾個鐘后颓影，僅僅只是膨脹，但在溫度降到幾千度后懒鉴，電子核子的電磁力無法抵抗引力便形成 了原子诡挂。繼續(xù)膨脹變冷，某些區(qū)域的膨脹停止開始坍縮临谱，并在引力的作用下璃俗，坍縮部分開始緩慢的旋轉。當自旋足以抵抗引力時悉默，蝶狀的星系就產生了城豁。另外的則可以形成橢圓星系的橢球狀物體。時間流逝抄课，氫和氦形成星云唱星，，氦又可以變成碳與氧跟磨。宏觀分子的大結構偶然結合并在海洋中發(fā)展间聊，自復制并繁殖，吸引大氣中有害氣體抵拘，并改造其成份哎榴，進而可形成我們現(xiàn)在的物體。
宇宙從非常熱開始并隨膨脹而冷卻的景象，與現(xiàn)在的觀測一致尚蝌，但對以下幾個問題仍無法給出回答：一是早期宇宙源何如此之熱迎变；二是如何在尺度上宇宙是如此一致；三是為何到現(xiàn)在仍是以臨界膨脹速度在膨脹飘言；四是大尺度宇宙在局部的無規(guī)性氏豌，密度起伏的起源是什么。對如何選擇宇宙的起始狀態(tài)和結構以及在時間的開端處“邊界條件”是什么的問題热凹，作者也都一一進行了說明。固斯的“暴漲”模型（宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)可以從相當大量的不同的初始結構引起）泪电，林德的“紊亂暴漲模型”般妙，對對稱相，對稱破缺相等等 術語進行了簡略的說明相速。量子引力論必須和費因曼提出的按照對歷史求和的量子力學表述一致碟渺，在此，對實時間（宇宙的開端與終結都是奇點突诬，科學定律不成立） 苫拍，虛時間（不存在奇點或邊界），以及歐幾里德時間也行了說明與解釋旺隙，并因此得出一個結論：知道歷史求和跌歐幾里德彎曲旱的早期時刻的行為可以推論出宇宙的量子態(tài)绒极。
量子引力論對宇宙的行為有三種假設：宇宙早已存在無限長時間；在有限的過去的某一時刻的奇點上有一個開端蔬捷；三是時空有限但無邊界垄提。前兩者與廣義相對論一樣，但對第三種行為的推論因為理論的不完善與模型建造困難等原因仍存在諸多瑕疵周拐。1992年铡俐，COBE首次檢測到微波背景隨方向的微小變化與暴烈模型以及無邊界設想是相吻合的。我們可以設想妥粟，造物主創(chuàng)設宇宙并在其后讓宇宙按一套定律演化审丘，但若宇宙是自給自足的，無邊界勾给，無邊緣滩报，無開端也無終結，這個造物主是否存在呢锦秒？
對宇宙起源的諸多猜測露泊，能證實的少之又少，待研究的區(qū)域很多旅择，先輩們的預言對我們來說或許更象是頭腦中的想象惭笑，但玄之又玄的外太空，其神秘對每一個人定有不同的意義！
2018.3.21
