黑洞是恒星的最终归宿。人们普遍认为黑洞会永生,但黑洞的霍金辐射表明黑洞也有寿命,黑洞的寿命与其质量有关。质量越大,黑洞寿命越长,质量越小的黑洞寿命越短。和动物世界差不多。大型动物一般寿命较长,小型动物一般寿命较短。微型动物、细菌等等,都在几个小时内生存和死亡。其实整个宇宙都是一样的。
那么寿命最长的黑洞能存在多久,最短的又能存在多久呢?
在霍金证明黑洞可以发出辐射之前,人们认为它只会贪婪地吸收周围的一切,甚至光,不会发出任何东西,所以所有落入黑洞的物质和信息都不可能出来。没有人知道黑洞的最终命运是什么。这就带来了一个问题。既然我们没有办法知道黑洞最后会怎么样,那我们又怎么知道宇宙最终会往哪个方向发展呢?
霍金认为,在true 空中量子涨落产生的虚粒子对中,有一个可能在湮灭前落入黑洞,另一个必然会晋升为实粒子。这违反了能量守恒定律,所以这个粒子的质量一定来自黑洞本身的质量,这样黑洞就形成了一种辐射,以霍金命名为霍金辐射。
一般来说,黑洞可以存活很长时间,因为它们不断地吸收周围的物质,吸收的物质比它们释放的物质多得多。科学家估计,恒星死亡产生的黑洞可以活10.66年,而超大质量黑洞可以活10.99年,因此宇宙的命运至少要等到所有的黑洞都蒸发掉之后才会明朗。
小黑洞辐射的能量比吸收的多,所以会逐渐失去质量。大爆炸模型表明,大爆炸后最初的短暂时间具有极高的温度和压力,因此物质密度的简单波动可能形成原始黑洞。但是,我们至今没有发现这样的黑洞,可能是因为它们的质量太小,到现在已经蒸发了。根据理论,大型强子对撞机也可能产生微型黑洞,但这种黑洞质量极小,在产生的瞬间就会蒸发,因此不会对地球构成任何威胁,因此不会带来世界末日。
既然黑洞的质量可以是普朗克质量以上的任何质量,那么最小的黑洞的质量应该和普朗克质量差不多,所以它的寿命也差不多,也就是普朗克的时间稍微长一点,5.39X10^-44秒,小到你甚至不能怀疑自己的寿命。
需要注意的是,霍金辐射是第一个令人信服的量子引力理论,但霍金辐射的存在至今没有被实际观测到。霍金曾经说过,如果能验证霍金辐射的存在,他就能获得诺贝尔奖。