史蒂芬·霍金给人类留下的最深刻的信息之一是，没有什么是永恒的，最后，科学家们可以准备好证明这一点。
这个想法可以说是霍金最重要的工作所传达的：黑洞“泄漏”热辐射的假设，在这个过程中蒸发，并以最终爆炸结束它们的存在。 这种辐射最终被称为“霍金辐射”，以这位伟大科学家的名字命名。 然而，直到今天，这个概念仍然未被发现并且纯粹是假设的。 但现在，一些科学家认为他们可能终于找到了改变这种状况的方法； 也许我们很快就会发现霍金辐射是事实。
研究小组认为，当较大的黑洞发生灾难性的碰撞和合并时，较小的热黑洞可能会被发射到太空中，这可能是关键。
最重要的是，霍金表示，黑洞越小，霍金辐射泄漏的速度就越快。 因此，理论上，质量为太阳质量数百万或数十亿的超大质量黑洞需要比宇宙预期寿命更长的时间才能完全“泄漏”。 换句话说，我们怎样才能检测到这种长期泄漏呢？ 好吧，也许我们不能，但当谈到这些小行星质量的黑洞（意大利语称为“Bocconcini di Buchi Neri”）时，我们可能很幸运。
像这样的小黑洞可以在人类已经可以观测到的时间尺度上蒸发和爆炸。 此外，研究小组表示，这些黑洞生命的终结应该有一个明显的信号来标记，表明它们通过泄漏霍金辐射而收缩和死亡。
有关的： 如果大爆炸创造了微型黑洞，它们位于哪里？
“霍金预言黑洞会通过发射粒子而蒸发，”弗朗西斯科·桑尼诺说, 该提案背后的科学家是南丹麦大学的理论物理学家，他告诉 Space.com。 “我们开始研究这一点以及大量黑洞碎屑（或‘Bocconcini di Buchi Neri’）产生的观测效应，我们想象它是在天体物理学中两个黑洞合并等灾难性事件中形成的。”
黑洞无法保持平静
霍金辐射的起源可以追溯到史蒂芬·霍金 1974 年写的一封信，题为“黑洞爆炸？” 发表在《自然》杂志上。 这一消息是在霍金考虑量子物理学对黑洞形式主义的影响时发出的，黑洞是由阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论产生的现象。 这很有趣，因为量子理论和广义相对论是两种在很大程度上抵制统一的理论，即使在今天也是如此。
霍金辐射50年来一直令人担忧且未被检测到，原因有两个：首先，大多数黑洞可能根本不发射这种热辐射，其次，即使发射了，也可能无法检测到。 此外，一般来说，黑洞本来就是非常奇特的物体，因此研究起来很复杂。
“令人惊讶的是，黑洞的温度与它们的质量成反比，”桑尼诺说，“这意味着它们的质量越大，它们就越冷，而它们的质量越低，它们就越热。”
即使在最空旷的太空区域，您也会发现温度约为 454 华氏度（零下 270 摄氏度）。 这是因为大爆炸后留下了一个均匀的辐射场，称为宇宙微波背景辐射或 CMB。 该区域通常也被称为“宇宙化石”，因为它非常古老。 此外，根据热力学第二定律，热量不应该能够从较冷的物体流向较热的物体。
桑尼诺说：“比几个太阳质量重的黑洞是稳定的，因为它们比宇宙微波背景温度低。” “因此，只有较小的黑洞才会发射可观测到的霍金辐射。”
法国国家科学研究中心的研究作者 Giacomo Cacciapaglia 告诉 Space.com，由于当今宇宙中的绝大多数黑洞都是天体物理起源，其质量超过太阳质量的数倍，因此它们无法发射可观测到的霍金辐射。 。
“只有比月球轻的黑洞才能发射霍金辐射。我们认为这种类型的黑洞可能在黑洞合并过程中产生并喷射出来，并在产生后立即开始辐射，”卡奇帕利亚补充道。 “黑洞合并附近将会大量产生黑洞碎片。”
然而，这些黑洞太小，无法产生使它们能够直接成像的效果，就像事件视界望远镜通过聚焦在它们周围的发光物质来成像超大质量黑洞一样。
研究小组认为，有一个独特的特征可以用来表明这些黑洞的存在。 这将以强大的高能辐射爆发的形式出现，称为伽马射线爆发，它发生在检测到黑洞合并的天空同一区域。
研究人员表示，Bocconcini di Buchi Neri 中的黑洞在失去质量时会越来越快地辐射霍金辐射，从而加速其爆炸性消亡。 质量约为 20,000 吨的黑洞估计需要 16 年才能蒸发，而质量至少为 100,000 千吨的黑洞可能会持续存在长达数百年。
锥体的蒸发和破坏将产生超过万亿电子伏特（TeV）能量范围的光子。 为了了解其能量有多大，桑尼诺表示，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）是地球上最大的粒子加速器，它与质子正面碰撞，总能量为 13.6 TeV。
然而，研究人员有一个想法，如何在黑洞蒸发时检测它们。 首先，合并黑洞可以通过引力波的发射来检测，引力波是爱因斯坦预测的物体碰撞时发出的时空中的小涟漪。
然后，天文学家可以使用伽马射线望远镜来跟踪这些合并，例如高空切伦科夫伽马射线天文台，它可以探测能量在 100 GeV (GeV) 和 100 TeV 之间的光子。
该团队承认，要确认黑洞的存在还有很长的路要走，因此我们要一劳永逸地验证霍金辐射还有很长的路要走。
“由于这是一个新想法，我们计划更好地模拟超过 TeV 尺度的高能霍金辐射的发射，在这种情况下，我们对粒子物理学的了解变得不太确定，这将涉及到。在他们的数据集中寻找这些独特的特征的实验合作。”卡基帕利亚总结道。 “在更长的时间内，我们计划详细调查黑洞合并等灾难性天体物理事件期间碎屑的产生。”
该团队的研究成果可在存储库中以预印论文形式获取 arXiv。
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