霍金輻射是什麼意思

霍金輻射（Hawking radiation）是英國物理學家史蒂芬·霍金在1970年代提出的一種理論，描述了黑洞如何發出輻射並逐漸損失質量的過程。這種輻射是以量子力學原理來解釋的，特別是量子場論中的輻射機制和量子躍遷的觀念。

根據霍金輻射的理論，黑洞並非完全不透光，而是會發出微弱的輻射。這種輻射的產生與黑洞周圍的量子真空有關，量子真空不是完全空的，而是充滿了虛粒子對（即瞬間創生又湮滅的粒子-反粒子對）。在正常情況下，這些虛粒子對會很快相遇並相互湮滅，不產生任何可觀察的效應。

然而，在黑洞的視界附近，這種情況會發生變化。由於黑洞強大的引力，可能會發生這樣的情況：一個虛粒子對中的一個粒子被吸進黑洞，而另一個粒子則逃逸出去。逃逸的粒子就成為了霍金輻射的一部分。由於能量守恆定律，逃逸的粒子會帶走能量，這導致黑洞損失質量。

霍金輻射的溫度極低，與黑洞質量的倒數成正比，即質量越小的黑洞，其霍金輻射溫度越高。對於質量與太陽相當的黑洞，霍金輻射的溫度約為十的負八次方開爾文，遠低於宇宙背景溫度，因此實際上很難被探測到。然而，霍金輻射的理論意義重大，它表明黑洞並非完全封閉的系統，而是會與外界進行熱力學交換。此外，霍金輻射還提出了黑洞蒸發的概念，即黑洞最終會因為輻射而損失所有的質量並消失。