第16章 黑洞不是这么黑的(1)[第2页/共3页]

和其他科学定律，比方牛顿引力定律比拟，热力学第二定律的状况相称分歧。比方，它只是在绝大多数的而非统统景象下建立。在今后某一时候，我们第一个盒子中的统统气体分子在盒子的一半被发明的概率只要几万亿分之一，但它们能够产生。但是，如果四周有一黑洞，仿佛存在一种非常轻易的体例违背第二定律：只要将一些具有大量熵的物体，比方一盒气体，抛进黑洞里。黑洞以外物体的总熵就会减少。当然，人们仍然能够说，包含黑洞里的熵的总熵没有降落――但是因为没有体例看到黑洞内里，我们不能晓得内里物体的熵为多少。如果黑洞具有某一特性，黑洞外的察看者因之可晓得它的熵，并且只要照顾熵的物体一落入黑洞，它就会增加，那将是很美好的。紧接着上述的黑洞面积定理的发明，即只要物体落入黑洞，它的事件视界面积就会增加，普林斯顿大学一名名叫雅可布・柏肯斯坦的研讨生提出，事件视界的面积便是黑洞熵的量度。因为照顾熵的物质落到黑洞中时，它的事件视界的面积会增加，如许就使黑洞外物质的熵和事件视界面积的和永久不会降落。

以是在事件视界上的光芒的途径必须永久相互平交活动或相互散开。另一种看到这一点的体例是，事件视界，亦即黑洞鸿沟，正像一个影子的边沿――一个即将临头的灾害的影子。如果你看到在远间隔上的一个源，比方太阳，投下的影子，就能明白边沿上的光芒不会相互靠近。

在1970年之前，我关于广义相对论的研讨，首要集合因而否存在一个大爆炸奇点。但是，同年11月我的女儿露西出世后不久的一个早晨，当我上床时，开端思虑黑洞的题目。我的残废使得这个过程相称迟缓，如许我有大量时候。当时候还不存在关于时空的那些点是在黑洞以内还是在黑洞以外的准肯定义。我已经和罗杰・彭罗斯会商过将黑洞定义为不能逃逸到远处的事件调集的设法，这也就是现在被遍及接管的定义。它意味着，黑洞鸿沟――即事件视界――是由刚好不能从黑洞逃逸，而只在边沿上永久回旋的光芒在时空里的途径构成的 。这有点像从差人那边逃开，但是仅仅保持比差人快一步，而不能完整逃脱的景象！

比方，考虑一盒气体分子的体系。分子能够以为是不竭相互碰撞，并不竭从盒子壁反弹返来的康乐球。气体的温度越高，分子活动得越快，如许它们撞击盒壁越频繁也越短长，并且它们感化到壁上的向外的压力越大。假定初始时统统分子被一隔板限定在盒子的左半部。如果接着将隔板撤除，这些分子将趋势散开并充满盒子的两半。在今后的某一时候，统统这些分子偶尔会都呆在右半部或回到左半部，但占绝对上风的能够性是，分子的数量在摆布两半大抵不异。这类状况比本来的统统分子都在一个半部的状况更加无序。是以，人们说气体的熵增加了。近似地，假定我们从两个盒子开端，将一个盒子充满氧分子，另一个盒子充满氮分子。如果把两个盒子连在一起并移去中间的壁，则氧分子和氮分子就开端异化。在厥后的时候，最能够的状况是两个盒子都充满了相称均匀的氧分子和氮分子的异化物。这类状况比本来分开的两盒的初始状况更无序，即具有更大的熵。