宇宙注定要蒸發？霍金輻射理論或不僅限于黑洞

根據史蒂芬·霍金的著名輻射理論，隨著事件視界（黑洞最外層的邊界）對周圍量子場的破壞，黑洞會隨著時間蒸發，并以一種奇怪的輻射形式逐漸失去質量。但分析表明，事件視界對這一過程并不是必不可少的。日前，據荷蘭拉德布大學天體物理學家的最新研究，時空曲率中足夠陡峭的斜率也可做同樣的事情。這表明，霍金輻射理論不僅適用于黑洞，所有大型物體，甚至是宇宙，最終都可能會蒸發。

霍金巧妙地結合了量子物理學和愛因斯坦的引力理論，認為成對粒子的自發產生和湮滅必須發生在事件視界附近，超過這個點就無法逃脫黑洞的引力。一個粒子和它的反粒子從量子場中非常短暫地產生，之后它們立即湮滅。但有時，一個粒子落入黑洞，然后另一個粒子可以逃逸，從而產生霍金輻射。根據霍金的說法，這最終將導致黑洞蒸發。

在這項新研究中，拉德布大學的研究人員結合了物理學、天文學和數學技術，重新審視了這一過程，分析了在黑洞周圍產生這樣的粒子對會發生什么，以及事件視界的存在是否真的至關重要。

研究結果表明，新的粒子也可以在遠遠超出事件視界的地方產生。除了眾所周知的霍金輻射之外，還有一種新的輻射形式。

任何質量或密度適當的物體都可產生顯著的時空曲率。基本上，這些物體的引力場導致時空在它們周圍扭曲。黑洞是最極端的例子，但時空也會圍繞中子星和白矮星等其他致密死星以及星系團等超大質量天體彎曲。研究人員發現，在這些情況下，引力仍可影響量子場的波動，足以產生與霍金輻射非常相似的新粒子，而不需要事件視界“催化劑”。

研究意味著，沒有事件視界的物體，如死亡恒星的殘骸和宇宙中的其他大型物體，也有這種輻射。而且，在很長一段時間后，這將導致宇宙中的一切最終會像黑洞一樣蒸發。

研究人員表示，這不僅改變了人們對霍金輻射的理解，也改變了人們對宇宙及其未來的看法。

不過，人類也無需過于擔心。一個質量相當于太陽的黑洞需要10^64年才能蒸發。

相關研究發表在美國物理學會2日出版的《物理評論快報》上。