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PO18文学 > 奇幻玄幻 > 走进不科学 > 第1425节
  惠勒开始对史瓦西在1917年描述的引力坍塌物体非常感兴趣,这玩意儿也就是黑洞。
  惠勒认为黑洞就是一个标准的终结体,无论是什么扔进黑洞,系统的无序度就永远消失了,因为没有任何物体可以从黑洞逃逸出来。
  后来的许多工作都证明,黑洞确实是一个高度有序的终极压缩机,无论多么杂乱无章,都会在黑洞中心被压缩成无限小,包括……信息。
  这种描述有点类似无神论者对“去世”这个概念的判定——没有生命气息,也没有灵魂前往地狱天堂。
  但作为惠勒的学生,贝肯斯坦却不认同这点。
  他提出也许信息并没有消失在黑洞,而是转化为了黑洞的一部分。
  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^3/4hg】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。”
  “如果从这个角度去思考,您觉得是不是能解释开了?”
  虽然是在指正杨振宁的错误,但徐云却没有丝毫轻视这位大佬的想法。
  黑洞辐射的频率是机械频率。
  这算是一个折磨了很多物理学家的尖锐难题,不知道多少人被它顶的欲仙欲死。
  黑洞和黑体辐射谱一样,都是一种连续谱,频率并不是分立的,所以没有任何机制要求ν最小值为1。
  比如说光电效应里面,电子只能一个一个发射,不能说一次发射1.5个电子——这就是量子频率。
  而实际应用里面呢,频率小于1hz的情况很多。
  比如现在很火的纳赫兹引力波,它的频率就小于1hz。
  因此哪怕黑体辐射温度低于单个表面粒子的最低能量,也不代表说不能发射粒子了。
  只要拉长时间,平均来说总有辐射,最多就是辐射出粒子的间隔时间变长而已。
  毕竟黑洞是有极端引力场存在的体系,不是那种能用一个温度代表一切的东西。
  再举个例子。
  一个简单的有两种以上温度的体系是led。
  led有不同的光,按照黑体辐射公式都能算出一个色温来。
  但哪个led的表面粒子,你摸上去有那个温度?
  黑洞辐射温度说白了就是黑洞发光的色温,而表面粒子的平均动能的温度又是另外一个东西了,因此二者并不能看成一体然后去联立方程。
  杨振宁如今的视野虽然不如徐云,但他的理解能力却没有因为回国而降低分毫。
  听徐云这么一提,他顿觉面前仿佛开了一扇窗户,于是连忙迎着照射入户的阳光提起了笔:
  “……那就再加入一个玻尔兹曼常数kb平衡量纲,熵在传统的热力学里面可以定义为s=∫dq/t,上面是吸收热量,下面是热源温度,所以量纲正是j/k……”
  “如果是机械频率的话,那么表面引力就要考虑表征加速度了,可以直接认为它的量纲是lt-2。”
  “熵的话,可以除以普朗克长度的平方来抵消面积的量纲,温度可以乘以一个h/c……”
  三分多钟后。
  杨振宁有些欣喜的重新拿起了话筒:
  “小徐,还真是这样!二者对上了!”
  “黑洞……居然真的遵守热力学第二定律,既会熵增,也会蒸发……”
  说到最后。
  杨振宁的语气中已经带上了无尽的感慨。
  热力学第二定律,这是一个经典物理中极其重要的概念。
  这条铁律的提出者便是1850副本中的老汤威廉·汤姆森,以及在副本最后登场的克劳修斯。