Astronomy 版 (精华区)

　　一次黑洞爆发会倾注出大量的高能伽玛射线。虽然可以用卫星或者气球上的伽
玛射线探测器观测它们，但要送上一台足够大的探测器，使之有相当的机会拦截到
来自于一次爆炸的不少数量的伽玛射线光子，是很困难的。使用航天飞机在轨道上
建立一个大的伽玛射线探测器是一种可能性。把地球上层大气当成一台探测器是另
外一种更容易也更便宜的做法。穿透到大气的高能伽玛射线会产生电子正电子爆，
它们在大气中旅行的初速度比大气中的江速还快。（光由于和空气分子相互作用而
减慢下来。）这样，电子和正电子将建立起一种音爆，或者是电磁场中的冲击波。
这种冲击波叫作切伦科夫辐射，可以可见光闪烁的形式从地面上观测到它。

　　都柏林大学学院的奈尔·A·波特和特勒伏·C·威克斯的一个初步实验指出，
如果黑洞按照哈格登理论预言的方式爆炸，则在银河系我我们区域中只有少于每世
纪每立方光年两次的黑洞爆发。这表明太初黑洞的密度小于每立方光年一亿颗。我
们有可能极大地提高这类观测的灵敏度。即便它们没有得到太初黑洞的任何肯定的
证据，它们仍然是非常有价值的。观测结果在这种黑洞的密度上设下一个低的高限
，表明早期宇宙必须是光滑和安宁的。

　　大爆炸和黑洞相类似，只不过中在一个极大的尺度范围内而已。所以人们希望
，理解黑洞如何创生粒子将导致类似地理解大爆炸如何创生宇宙中的万物。在一颗
黑洞中，物质坍缩并且永远地损失掉，但是新物质在该处创生。所以事情也许是这
样的，存在宇宙更早的一个相，物质在大爆炸处坍缩并且重新创生出来。

　　如果坍缩并形成黑洞的物质具有净电荷，则产生的黑洞将携带同样的电荷。这
意味着该黑洞喜欢吸引虚粒子反粒子对中带相反电荷的那个成员，而排斥带相同电
荷的成员。因此，黑洞优先地发射和它同性的带电粒子，并且从而迅速地丧失其电
荷。类似地，如果坍缩物质具有净角动量，产生的黑洞便是旋转的，并且优先地发
射携带走它角动量的粒子。由于坍缩物质的电荷、角动量和质量和长程场相耦合：
在电荷的情形和电磁场耦合，在角动量和质量的情形和引力场耦合，所以黑洞“记
住”了这些参数，而“忘记”了其他的一切。

　　普林斯顿大学的罗伯特·H·狄克和莫斯科国立大学的弗拉基米尔·布拉津斯
基进行的实验指出，不存在和命名为重子数的量子性质相关的长程场。（重子是包
括质子和中子在内的粒子族。）因此由一群重子坍缩形成的黑洞会忘掉它的重子数
，并且发射出等量的重子和反重子。所以，当黑洞消失时，它就违反了粒子物理的
最珍贵定律之一，重子守恒定律。

　　虽然为了和柏肯斯坦关于黑洞具有有限熵的假设协调，黑洞必须以热的方式辐
射，但是粒子产生的仔细量子力学计算引起带有热谱发射，初看起来似乎完全是一
桩奇迹。这可以解释成，发射的粒子从黑洞的一个外界观测者除了它的质量、角动
量和电荷之外对毫无所知的区域穿透出来。这意味着具有相同能量、角动量和电荷
的发射粒子的所有组合形态的数目极端接近于零。迄今最大数目的形态是对应于几
乎具有热谱的发射。

　　黑洞发射具有超越通常和量子力学相关的额外的不确定性或不可预言性。在经
典力学中人们既可以预言粒子位置，又可以预言粒子速度的测量结果。量子力学的
不确定性原理讲，只能预言这些测量中的一个，观察者能预言要么位置要么速度的
测量结果，不能同时预言两者。或者他能预言位置和速度的一个组合的测量结果。
这样，观察者作明确预言的能力实际上被减半了。有了黑洞情形就变得更坏。由于
被黑洞发射出来的粒子来自于观察者只有非常有限知识的区域，他不能明确预言粒
子的位置或者速度或者两者的任何组合，他所能预言的一切是某些粒子被发射的概
率。所以这样看来，爱因斯坦在说“上帝不玩弄骰子”时，他是双重地错了。考虑
到从黑洞发射粒子，似乎暗示着上帝不尽玩弄骰子，而且有时把它们扔到看不见的
地方去。