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第七百一十七章 抢了霍金饭碗(下)

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奈何当时没人相信贝肯斯坦的想法,直到霍金计算出了黑洞的面积定律,才给贝肯斯坦带来了灵感。

于是他顺势推出了赫赫有名的贝肯斯坦上限,证明了黑洞存在信息以及信息上限。

当然了。

最开始的时候霍金其实也不相信贝肯斯坦的这个结论,作为坚定的广义相对论拥护者,霍金认为这个小年轻是在碰瓷自己。

同时贝肯斯坦虽然有了正确的想法,然而他的论证不是非常准确,计算中存在许多的不确定性。

例如他只是说黑洞的熵正比于视界面积——在物理学中,正/反比其实是一个难以捉摸的词。

对于任何一个证明,物理学家都要求给出确切的比例。

例如引力和距离的平方成反比,磁场强度和距离的三次方成反比,那么黑洞熵呢?

是2倍的面积还是1/2倍的面积,这个数字得定下来。

就像网文里的加更一样,手速快的作者两万字才算加更,手速慢的作者七千字就算加更了。

不过很有意思的是。

后来霍金忽然意识到由于量子力学的不确定性原理,黑洞真的是会释放出一点点辐射的,并且满足黑体辐射的公式,即霍金辐射。

在这种情况下。

霍金转而接受了贝肯斯坦上限,并且靠着还算不错的数学功底,帮助他计算出了黑洞的热力学关系,将正比系数修正为了1/4。

因此这个公式被称为贝肯斯坦-霍金方程,也就是大名鼎鼎的BK方程组。

而BK方程组问世的时间....足足在如今的14年后。

所以面对自己亲手计算出来的结果,杨振宁依旧显得有些惊讶。

“可是不对啊......”

只见杨振宁在自己算出来的【SBH=Akc^3/4?G】公式下划了道横,皱着眉头对徐云问道:

“小徐,除了数学,黑洞在逻辑上遵守热力学第二定律的原因是什么?它不是熵增的吗?”

常理来说。

如果黑洞具有熵,那它也应该具有温度。

一个东西如果有温度,那么即使这个温度再低,也都会产生热辐射。

可这样一来,黑洞的理论体积就存在问题了。

更关键的是....

它会让超大质量黑洞不存在。

“小徐,你看。”

杨振宁继续在公式上圈了几下,继续了自己的话:

“粒子温度和粒子能量,存在关系kT=E=hf,频率f最小只能是1赫兹。”

“所以温度最小只能是T=h/k,黑洞的辐射温度,最小也只能达到T=h/k。”

“也就是说h/k=hc/kr的情况下,此时黑洞半径r达到最大值。”

“如果黑洞半径再增加,就会违背量子力学,温度就会小于h/k。”

“因此根据黑洞熵理论,最大的黑洞半径就只能是c的数值,那么超大质量黑洞呢?岂不是不存在了?”

尽管此时徐云不在身边,但杨振宁依旧做出了一副面对面交谈的样子。

不知为何。

他莫名对徐云有了一种信心:

他相信徐云即便隔着电话,也能够理解自己的想法。

仿佛.....二人曾经在某个时候,面对面的共同做过交流一样。

而正如他所说。

如果根据辐射公式,那么黑洞黑洞半径应该是存在一个极限的。

黑洞半径是r=2GM/c^2,所以可以计算出,黑洞熵允许的最大黑洞质量只能是M=c^3/2G。

这个数值就是10^35千克左右,也是黑洞熵允许的最大黑洞质量。

太阳质量是10^30千克上下,也就是大概10^5个...即十万倍的太阳质量。

可根据史瓦西的黑洞模型,别说十万倍了,比太阳重千万倍、一亿倍的超大质量黑洞,理论上也应该存在。

所以要么是黑洞熵有问题,要么就是......

不存在超大质量黑洞。

而且这还没完呢。

倘若是后者出了问题,那么支持它的黑洞相关理论肯定也有问题——最差也是得打个补丁修正一下啥的。

而这种修正势必要改变或者增减某个参数,那么这样一来,黑洞熵的推导也要跟着出问题。

换而言之。

这属于一个逻辑闭环,和后世的祖父悖论有点类似,属于谁杀了谁的讨论。

果不其然。

如同杨振宁所想的那样,电话对头的徐云只是思索了很短一会儿,便很快传来了回答:

“杨先生,我想....您可能陷入一个误区了。”

杨振宁眉头一掀,笔尖无规律的在桌面上点了几下:

“什么误区?”

只见徐云同样在纸上写下了和杨振宁一模一样的公式,在另一个参数上画了个圈:

“黑洞辐射里的频率并不是量子频率,而是....机械频率。”

杨振宁点着纸面的笔尖顿时停了下来,目光重新投向了自己的推导过程。

不是量子频率?

与此同时,电话对面的徐云又说道:

“杨先生,如您所说,量子力学的能量必须是h的整数倍,不存在0.1h的能量子,更不存在0.01h的能量子——零点能例外,不过我们今天不做零点能的探讨。”

“但黑洞辐射谱是连续谱,频率并不是分立的——因为黑洞和黑体辐射类似。”

“另外这个问题还可以从公式上去理解,kT=E=hf这个递推其实是不对的,kT=E这个部分是指平均动能,E=hf是单粒子。”

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