霍金將量子力學套用到了黑洞的視界上，根據相對論，視界是分隔黑洞內部（其中的引力非常強大，以致所有物體都無法逃離）和外部的表面，它並非一個物質的界限。
基本介紹
- 中文名：霍金效應
- 外文名：Hawking Effect
- 理論提出者：史蒂芬·霍金
背景,目前觀念,霍金資料,生平,
背景
不幸落入黑洞的旅行者，在穿越視界時，並不會有任何特殊的感覺。可一旦進入視界，他們就再也無法將光信號傳給外面的人，更別說從那裡回來了。黑洞外的觀測者，只能接收到旅行者穿越視界之前發出的信號。當光波爬出黑洞的引力井時，它們被拉長、頻率降低、信號持續時間也隨之延長。因此，對觀測者而言，旅行者似乎在以慢動作運動，而且比通常的顏色偏紅。
這種被稱為引力紅移（gravitational redshift）的效應並不是黑洞所特有的。比如，當信號在軌道衛星和地面基地之間傳遞時，頻率和時間也會因引力紅移而改變，GPS導航系統必須將它考慮在內才能準確工作。不過，黑洞的特殊之處在於，當旅行者靠近視界時，紅移就會變得無窮大。在外部觀測者看來，旅行者的下落過程似乎要耗費無限的時間，儘管旅行者自己覺得不過是經歷了一段有限的時間而已。
目前觀念
到目前為止，這種對黑洞的描述，還只是將光當作傳統電磁波看待。霍金所做的，就是在把光的量子本質考慮進來，重新研究了無限紅移的意義。根據量子理論中的海森堡測不準原理，即使完美的真空，也並非真的空無一物，其間充滿了量子漲落，這些漲落以虛光子對（pairs of virtual photons）的形式表現出來。這些光子之所以被稱為“虛”光子，是因為在一個遠離任何引力影響的未彎曲時空中，它們總是不停地出現和消失，如果缺乏外界的干擾，就無法觀測得到。
但在黑洞周圍的彎曲時空中，虛光子對中的一顆，可能會陷入視界內部，而另一個會滯留在視界之外。於是，這對光子就會由虛變實，產生出向外輻射的可觀測光線，此時，黑洞的質量也會相應下降。黑洞輻射的整體模式是熱輻射，就像一個熾熱的煤球發出的光線一樣，它的溫度與黑洞的質量成反比。這種現象被稱為霍金效應（Hawking effect）。除非黑洞吞噬物質或能量來彌補損失，否則霍金輻射將會耗盡它所有的質量。
重要的是，在非常靠近黑洞視界的空間，還保持著近乎完美的量子真空——當我們把流體和黑洞進行類比時，這將變得至關重要。事實上，這個條件是霍金理論的基本前提。虛光子是最低能量的量子狀態，即“基態”（ground state）的一種特徵。只有在虛光子與同伴分離、並逃離視界的過程中，它們才會變成實光子。
霍金資料
史蒂芬·霍金是英國物理學家，他用畢生精力研究黑洞普通物理學定理不再適用的時空領域)和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能發射輻射(現在叫霍金輻射)的預言現在已是一個公認的假說。他的研究工作在科學界遠不及他的暢銷書《時間簡史》出名。他這本銷售量達2,500萬份的暢銷書對量子物理學和相對論作了大量介紹。
生平
1942年1月8日：出生於英國的牛津。
1962年：在牛津大學完成物理學學位課程，搬到劍橋大學攻讀研究生，英國天文學家福雷德·霍伊爾(1915-)，霍金青少年時代心目中的一位英雄，是這裡的天文學教授。霍金被診斷患有運動神經元疾病。
1965年：被授予博士學位。他的研究表明：用來解釋黑洞崩潰的數學方程式，也可以解釋從一個點開始膨漲的宇宙。
1970年：霍金研究黑洞的特性。他預言，來自黑洞(現在叫霍金輻射)的射線輻射及黑洞的表面積永遠也不會減少。
1974年：被選為皇家學會會員。他繼續證明，黑洞有溫度，黑洞發出熱輻射，以及氣化導致質量減少。
1980年：任劍橋大學數學魯卡斯教授(艾薩克·牛頓曾任此職)。
1988年：出版《時間簡史》，成為關於量子物理學與相對論最暢銷的書。
1996年至今：繼續在劍橋大學工作。
