第九章 一篇关于黑洞的论文

洞的奇点不能裸露到外面。

    它脱胎于欧洲的文化传统，据说在古罗马时期，欧洲的城市里会有一名监督官，他不允许任何人不穿衣服走在大街上。

    彭罗斯认为，黑洞的视界好比是“衣服”，为保证时空中的因果性，宇宙应该有一个“监督者”，他不许奇点和奇环“不穿衣服”裸露出来。

    但“监督者”是谁，彭罗斯没有说，就像大气层被发现前，有人提出“自然害怕真空”一样，实际上没有给出问题的答案。

    “宇宙监督”毫无疑问是一条自然定律，它可能是我们目前还不知道的什么定律，然而自然界的定律又不会太多，所以它更可能是一条我们已经知道的重要定律，只不过还没有把它与“裸奇异”联系起来。

    事实上关于“宇宙监督”即黑洞第三定律的猜测一直存在，更因为黑洞定律与热力学定律在公式上存在高度相似的特点，人们参考热力学定律，描绘出了黑洞的几大定律公式。

    热力学第三定律告诉我们，世间万物总是朝着越来越混乱的方向进行的，在热力学中描述混乱程度的物理量便是熵值。熵值增加说明事物越混乱，什么意思呢，就好比一团面粉，你将它洒向空中后它会不断扩散，这个过程它变得混乱了，于是熵值增加了。

    事实上，自然界有许多定律都是讲究守恒的，人们似乎也特别喜欢守恒的东西。比如能量守恒、动量守恒等等，但总有那么些东西不喜欢墨守成规，自然界中有两项定律就是不守恒的，一项是质量不守恒，另一项便是熵值不守恒。

    所谓熵值不守恒，通俗的讲，就是你不能让一团撒出去的面粉从混乱状态恢复到原先稳定的状态，即事物不能朝着熵值减小的方向自由发展，它的发展方向只有一个，那就是朝熵值增加的方向进行。

    这是万物都必须遵循的硬道理。

    熵值的存在，实际上是规定了时间的方向性，认为“孤立系统”时间不能倒流，时间倒流，不正是熵值减小吗？

    于是相应的，黑洞第三定律也有相似的规定，认为黑洞内的信息无法被外界获知，从而不影响因果性。

    彭罗斯认为，正因为有视界的存在，黑洞外的人才得不到任何来自黑洞内部的信息，当然也就看不见洞内的奇点和奇环，不受它们的“不良影响”，这样，因果性也就不会被破坏。

    但在严格意义上的数学证明过程中，仍有未解的地方。

    比如克尔黑洞与史瓦西黑洞一样，都有温度，那也应该存在热辐射。

    霍金证明了球对称的史瓦西黑洞能热辐射各种粒子后，很快也有人证明了克尔黑洞可以热辐射自旋为整数的各种粒子（玻色子），但在证明热辐射为半整数的费米子上却遇到了困难。

    关键是这一证明过程要用到弯曲时空中的旋量方程，只是这种旋量方程中粒子波函数的各分量耦合得很厉害，很难求解。

    而这次周晨却十分聪明地运用了一个数学工具，从而巧妙的做到了退耦处理，并找到了严格解，最终证明了这一过程。

    如此一来，周晨便在计算的过程中将克尔黑洞与史瓦西黑洞严格地等同了起来。

    与此同时，他还得到了一个关于克尔黑洞表面引力的新表达式，虽然这个新表达式要比原先的表达式更加复杂，咋一看不仅显得繁琐，甚至有些没头没脑。

    要知道公式之美在于它的简洁，往往一个具有美感的公式，其蕴藏的能量与意义是非同凡响的，如果依照这点来判断，周晨的新表达式无疑是丑陋的，也并不具备推广的价值。

    但就是这个丑陋繁杂的表达式，在后续的数学换算中却展现出了它独特的魅力。

    通过一层层巧妙的数学工具运用后，呈现在人们眼前的竟然是一个截然不同的另一面，算着算着，居然得到一个严格解了？

    就好像武侠世界中一个沿街乞讨的乞丐，他的穿着肮脏破烂，浑身上下充斥着藏污纳垢的气息，然而接下来的一场冲突，才让周围的人浑然觉知，他竟然是一个绝世高手！

    所谓重剑无锋，大巧不工，这种朴实无华的冲击无疑是非常巨大的。

    而这个公式，正是整篇论文当中最大的亮点。

    ps：关于质量不守恒。质量守恒是单纯的质量问题，在核反应中一部分质量会直接转化为能量，而能量只有在相对论的范畴里才有质量，所以这里守恒也只在相对论里成立，我们在普通物理里就不会上升到那种理论高度。

    核反应中遵循质量数守恒而不能体现质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能。