一个新颖的理论认为，宇宙中一切有足够大质量的天体最终都将因为霍金辐射而归于虚无，而不是只有黑洞。
韦布望远镜拍摄的棒旋星系NGC 5068细节。ESA / Webb / NASA / CSA
宇宙中一切有足够大质量的天体最终都将因为霍金辐射而归于虚无，而不是只有黑洞。这是6月2日《物理学评论快报》上一篇论文提出的新颖看法。
霍金辐射是由大物理学家霍金提出的一个概念。霍金认为，黑洞周围的强引力场，会导致黑洞所含的能量以光粒子的形式缓慢流失。黑洞最终都会因为霍金辐射而蒸发殆尽。
而现在，荷兰拉德布德大学的科学家认为，不只是黑洞才会通过霍金辐射损失质量，宇宙中所有拥有足够大质量的天体都会如此。
按照这个理论，宇宙中的一切最终都会消失，一切能量都会缓慢地流失，变成光子。
量子场论认为，宇宙中不存在绝对真空。空间内部充满了微小的波动。假如给予足够的能量，就会有所谓的虚粒子随机涌现，并产生极其微弱的光。
1974年，霍金据此预言黑洞视界附近的极端引力场会以此种方式从空间内部召唤光子。
根据广义相对论，引力会使时空发生翘曲。所以越靠近黑洞中心的奇点，量子场的翘曲程度就越大。而由于量子力学的不确定性和诡异特点，霍金认为这种翘曲会在场中创造出移动时间不同的不均匀域，以及随后出现的跨场能量尖峰。能量的不匹配会吸出黑洞场中的能量，并在扭曲的空间中创造出光子。霍金认为，假如粒子能够逃离黑洞，那么黑洞的质量会在一个极其漫长的过程中一点点丢失，最终完全消失。
但是，假如引力场已经是创造量子波动和光子的所有要素，其他拥有足够大质量，可以导致时空发生翘曲的天体，为什么就不能产生霍金辐射呢？是霍金辐射的产生必须依赖黑洞视界的特殊环境？还是说它实际上可以在所有的空间中产生？
为了探索这些问题，研究人员将霍金辐射放在所谓的施温格效应理论框架中进行了考察。施温格效应预言，电磁场导致的强扭曲可以产生物质。
研究人员通过这种方式获得了一个数学模型，可以再现在引力场强度不同的空间中霍金辐射的产生。根据这个模型，研究人员宣称，黑洞视界不是能量流失的必要条件，引力场本身就已足够。
研究人员称，在引力场产生潮汐效应的时候，霍金辐射就已经出现了。
该理论究竟意味着什么其实还不得而知。也许它表明，组成一切星辰包括行星的物质都会发生能量转化，进入一种全新的超低能状态。而这足以使一切坍缩为黑洞并最终蒸发化为乌有。
所幸目前这些只是猜想，要证明它很难。科学家必须观察一切拥有强引力场的致密天体，看看它们会不会产生霍金辐射。既然一切都将归于虚无，那么就都看一看吧。
参考
Eventually everything will evaporate, not only black holes
https://www.eurekalert.org/news-releases/991116
Gravitational Pair Production and Black Hole Evaporation
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.221502
热门跟贴