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第十八章 工作小笔记

光子球是一个零厚度的球面边界,任何以光子球的切线路径经过的光子都将被困在围绕着黑洞的圆形轨道上。对于非旋转黑洞,光子球的半径是史瓦西半径的15倍。

嗯,又是一个平静而紧张的二十四小时。看得出周围的同僚们的兴奋和担忧,对于首次发射航天器进入黑洞,每个有点科学常识的人,应该都知道其中蕴涵的前景和风险。

过去,有关黑洞信息的理论,其中一个类型是信息随黑洞蒸发逐渐释出。这个理论的优点是,它从直观上十分吸引人,因为它性质上类似于经典燃烧过程中的信息恢复。而理论也存在缺点,与经典和半经典重力理论(不允许信息从黑洞内部漏出)有着较大的差异,即便在巨观黑洞的情形之下。

宇宙纪元1193年7月4日19点17分

九个小时前,奇点号上的二十台聚变发动机中,有一台出现了故障停摆。这样的事故自然是在项目开始准备之时就已经预料到。

我们指挥飞船上的机器人对这台发动机进行了维修,并对其余十九台进行了一次二级运行维护。整个过程持续了一小时二十九分钟。本来,如果飞船上如果多带一倍的机器人,将能更快地完成这次维修。只是,大家都知道,如果飞船的质量过大,会让它跌落黑洞的过程中,承受更大黑洞带来的加速度,以至于造成二十台发动机无法克服。

这八十九分钟的修复活动,使得奇点号的飞行速度一度迫近光速的百分之六。在启动了长达十七分钟的全体发动机加力后,飞船速度又回到了“安全的”百分之五光速。

宇宙纪元1193年7月5日21时23分

奇点号进入视界了。因为引力的作用,现在我们与奇点号之间的通信效率降低到了原先的千分之一。

一百多年前,一位名叫威尔斯的科学家,偶然机会中发明了我们叫做“威尔斯信息流”的通信方式。威尔斯信息流基本原理是,经由普朗克空间,以十亿分之一胶子尺寸的扰动峰谷差,用毫伦琴这样量级的能量,来达到信息在百万光年范围内的实施传播。在这样的机制下,每个信息源发布者仅需要有一台脑袋大小的微型聚变通信器,在不需要任何中继装置,或是任何中间储存介质的条件下,即可以在超星系团的尺度范围内广播信息或是发送一对一、一对多的加密信息。

以往,由于通信方式依赖于各个星隧两端的大功率中继量子通信空间站,虽然以光速传播的信息无需一点点穿过动辄数十、数百甚至数千数万光年的星际沟壑,但事实上广大的宇宙空间,依然让人类最远两端的通信周期达到七个标准月。再者,大功率中继量子通信空间站由于本身原理上的不稳定性,需要极高的维护成本和人员常驻,在全人类宇宙处于和平发展的年代尚能勉强维持其运作,但到了整体各自为政或衰退的时候,很多偏远星区,就名副其实的成了信息孤岛。

过去,我们都不知道,这种在普朗克尺度工作的通信机制,能否抵御住黑洞的强大引力、潮汐力以及霍金辐射。在此之前,我们在b29317317黑洞约十五天文单位周长的视界范围边缘,部署了一千九百三十一颗威尔斯信息流通信中继卫星。看来,这些卫星确实取到了我们想象中的作用。

在1974年,霍金预言黑洞不是完全黑色的,会以一定温度的辐射出少量的热辐射;这种效应被称为霍金辐射。通过将量子场论应用在静态黑洞背景,他确定黑洞应该发射出显示完美黑体光谱粒子。自从霍金发表以来,许多人已经通过各种方法验证了结果。

如果霍金的理论是正确的,那么黑洞会因为光子和其它粒子的发射而损失质量,则会随着时间的流逝而收缩和蒸发。此热谱的温度(霍金温度)与黑洞的表面重力成正比;对于类似这次奇点号进入的史瓦西黑洞,该温度与质量成反比。因此,大黑洞发出的辐射反而比小黑洞少。

如果黑洞通过霍金辐射蒸发,一旦宇宙微波背景的温度降到该黑洞的温度之下,太阳质量的黑洞将在10年内蒸发。质量为太阳1000亿倍的超大质量黑洞将在大约两千亿年蒸发掉。当超星系团崩溃时,在宇宙间的一些怪兽级黑洞会继续成长到万亿倍太阳质量。但即使这样的黑洞也会在长达万亿年的尺度中蒸发掉

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