霍金昨天去世了熱力學第二定律,更多人知道霍金只寫了《時間簡史》。
霍金于1971年證明了黑洞面積定理:黑洞的事件視界面積不會沿順時針方向減小。
1972年,貝肯斯坦提出黑洞的熵值與其視界表面積成正比。
廣義上講:黑洞上肢及其外部的普通熵值之和永遠不會變小。 (這就是廣義第二定律)
1974年英語作文,霍金證明黑洞必須通過稱為霍金輻射的量子過程發射熱輻射。
(圖片來自“象爸爸象媽媽”公眾號)
因為之前,人們認為黑洞不符合熱力學第二定律。 因為黑洞可以吸收所有的能量,而且它的質量如此之大,以至于它的核心甚至無法釋放出光子。 因此,黑洞不會向外界發射輻射。 它只吸收能量,有點像黑體(可以完全吸收輻射的理想體),不釋放能量。 在這種情況下,黑洞的溫度必然會升高。 高溫必然會向外輻射能量,但又不能輻射出去。 因此,最終的結論是黑洞不符合熱力學第二定律。
然而霍金發現了霍金輻射,即黑洞具有量子效應,可以發射輻射。 這樣熱力學第二定律,黑洞就符合廣義熱力學第二定律。
當然,要更具體地理解這個黑洞理論,你需要有物理學基礎。 如果你學好物理化學和結構化學,你可以很容易地理解他們的一般科普文章和視頻。
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參考:
華中師范大學博士論文,(哥德爾)霍金輻射、量子異常與黑洞的Kerr/CFT對應,2011年。
黑洞及其對熱力學第二定律的意義,科技情報,2006,DOI:10.16661/ki.1672-3791.2006.07.211
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