黑洞會自己消失嗎？消失後會剩下什麼？

黑洞

黑洞形成主要由兩種方式，一種是大質量恆星在燃料耗盡後，發生重力坍縮形成。這種黑洞由於受恆星本身質量的上限（約150倍太陽質量）和超新星爆發損失的大部分質量所影響，質量不會太大。第二種是在宇宙剛誕生時由於空間物質的密集和高壓，大質量的星雲甚至沒有形成恆星就直接坍縮成了黑洞，這種黑洞的質量可以很大，也可以很小，甚至不受奧本海默極限的限制（可以小於三倍太陽質量）。這種在宇宙大爆炸之後不久就形成的黑洞被稱為“太初黑洞”。

黑洞

上過世紀70年代以前，科學家一直以為黑洞就是一個只吃不拉的貔貅，霍金改變了人們的這個觀點。霍金創造性的將量子力學與廣義相對論結合起來對黑洞進行研究發現，黑洞會蒸發質量。

由於海森堡不確定性原理（量子不能同時確定它的位置和速度，這兩個量的不確定性的積必須大於等於約化普朗克常量的一半），絕對的真空是不可能存在的（因為沒有任何物質也是同時確定了位置和速度）。所以，它會隨機的產生許多粒子-反粒子對，產生的同時又湮滅了。在宏觀上來看，並沒有質量產生。

但如果這對粒子出現在黑洞視界（黑洞視界：黑洞周圍光不能逃逸出黑洞的一個最大的半徑構成的球面，視界及以內都算著是黑洞）的表面，其中一個粒子可能會被黑洞吞噬。這樣，另一個粒子就會被提升為有質量的粒子並逃逸向遠方。由於能量守恆定律，質量是不可能無緣無故的產生，所以，逃逸向遠方的粒子質量實際上是黑洞賦予的（吞噬入黑洞內部的虛粒子消耗了黑洞的質量），這就是霍金輻射。

圖：霍金輻射

霍金輻射十分的微弱，一個只有太陽質量的黑洞表面的溫度都只有60納開，遠低於2。7開的宇宙背景輻射，所以，只要宇宙沒冷卻到低於60納開的溫度，它的質量就不會因為霍金輻射而減小，反而會吞噬掉宇宙背景輻射的能量從而增加質量。這導致了一個太陽質量的黑洞蒸發就需要10∧58年來蒸發0。0000001%的質量。但黑洞越小，表面溫度越高，霍金輻射就越強烈。例如：有月球質量大小的黑洞表面溫度與宇宙背景輻射差不多，所以它不會變大也不會變小；一個量子黑洞的溫度可以高達上千萬度，在它產生的瞬間就被蒸發完了，所以也不必擔心粒子對撞機撞出的量子黑洞會吞噬地球。同時，這就是一些質量較小的太初黑洞消失的原因。

被霍金輻射蒸發完的黑洞不會形成什麼天體，就如同水被太陽烤乾一樣，什麼都不會剩下。根據宇宙終結理論之一的熱寂說，超大質量的黑洞的蒸發完畢也就意味宇宙的終結～差不多要10∧90年。所以，不用擔心，人類應該在這之前早就滅絕了。