奇怪，黑洞也有压强！

　黑洞是宇宙中最神秘的天体。

　　然而，当物理学家首次提出这个概念时，黑洞被认为是相当简单的：它的中心是一个密度无限大的奇点;围绕奇点，有一个圆形的界限，叫“事件视界”。光一旦越过事件视界，便无法逃脱。但事件视界只是空间中一条假想的边界，你要是就近看，其实根本什么都没有——那里的空间也跟别处没什么不同。温度是物质运动的度量，既然那里的空间没有物质，那么，黑洞就没有温度，即温度接近0K。同样，没有物质，也形不成压强，就像一个巴掌拍不响一样。

　　一点一圈(严格来说，圈也不存在)，黑洞就这么简单。

　　黑洞有温度

　　然而到了1970年代，当霍金把量子力学应用到黑洞上时，黑洞的图景就开始变得复杂起来。

　　我们知道，按照量子力学的观点，哪怕在空无一物的真空，每时每刻都会自发产生无数的粒子-反粒子对(虚粒子)。这些粒子对瞬间产生，旋即湮灭。这叫量子涨落。

　　霍金想看看量子涨落发生在黑洞附近会发生什么事情。他意识到，如果一对虚粒子在黑洞事件视界附近形成，刚诞生的正反粒子还来不及湮灭，就被黑洞强大的引力拉开。这样，就有可能一个跌入事件视界，而另一个则逃逸出去，从而产生辐射。这就是著名的霍金辐射。

　　由于能量守恒的要求，逃逸出去的粒子的质量，一定来自黑洞本身的质量。因为黑洞周围的物质已被黑洞强大的吸引力扫荡一空，不可能再有别的有质量的物质。所以这种粒子的逃逸，就好像黑洞在蒸发，质量不断在变小。

　　黑洞的霍金辐射让我们知道，黑洞并不是百分之百黑色的。在热力学上，有辐射，就有温度。这也意味着，黑洞有温度，即温度要高于0K。

　　仔细想想，黑洞的霍金辐射其实挺诡异的。因为霍金辐射发生在黑洞的事件视界附近，可是我们前面说过，黑洞的事件视界并不是一个真实的存在，那里空无一物，而且就近看，也一点都不特殊。现在看来，霍金辐射反而让事件视界成了一条真实存在的界限了。

　　黑洞有压强

　　前面说过，由于黑洞周围的物质已被黑洞强大的吸引力扫荡一空，不可能再有别的有质量的物质。没有物质，黑洞单纯的引力不可能产生压强。

　　最近，物理学家又发现，黑洞似乎也有压强。这又是一件让黑洞变得复杂起来的事情。这又是怎么回事呢?

　　我们知道，如何结合量子力学和广义相对论，是现代物理学中最大的课题之一。量子力学统治微观世界，广义相对论适用于宏观世界，本来两者井水不犯河水。然而，在黑洞附近，两者却走到了一起，同时发挥着影响。自霍金以来，很多物理学家都在发展一套量子引力理论，并将其应用于黑洞的事件视界，看看会有什么新鲜事发生。

　　最新的尝试来自英国苏塞克斯大学的泽维尔·卡尔梅特。他使用一个叫做量子场理论的框架来探索当量子力学和广义相对论在黑洞附近相遇时会发生什么。

　　他在计算黑洞附近的量子涨落时，注意到方程的解中出现了一个奇怪的项。起初，他完全被难住了——不知道它是什么意思或如何解释它。但后来他意识到，这一项代表了一种压强。换句话说，事件视界附近的量子涨落会给黑洞带来压强!这让他惊讶不已。

　　这个压强几乎是小得荒唐，大约只是地球上标准大气压的10-54。压强可正可负。正压可以让黑洞稍微膨胀，负压则让它稍微收缩，分别对应于黑洞质量的增加或减少。

　　这个压强是怎么产生的，会不会跟霍金辐射有关系?这一切目前还不得而知。

　　瞧!有温度，有压强，现在我们眼里的黑洞跟最初的概念已经很不一样了。