黑洞有寿命吗达到宇宙最低温度的巨型黑洞寿命超出想象

关注科学的朋友应该都知道黑洞就是恒星演化后的终极天体，简单的说如果说恒星有寿命，那么黑洞就是它死得最彻底的尸体！那么问题似乎就来了，一具尸体它还有寿命吗能演化成黑洞的恒星都是质量比较大的，比如超过太阳质量20-30倍以上，因为引力坍缩要突破中子简并态的质量有一个下限，大约是电子简并态的内核要达到3.2个太阳质量以上，那么它将无可避免的被突破这一层窗户纸，直达暗黑无解的天体黑洞！费米子不相容的简并态曾经最早是形容电子的，这在量子力学的发展史上可谓是浓墨重彩的一笔，泡利在1925年通过分析试验得到的结果！早在1913年玻尔就提出了他量子化并不彻底的原子模型，中心是原子核，电子分别在不同能级的轨道上做运动，电子在临近的轨道之间可以通过跃迁来相互转变，但这对于电子是不稳定的，它会重新回到自己的轨道能级上来，这个称谓基态，相当于电子的水平面！玻尔的模型成功解释了氢原子的谱线，但哪怕是两个电子的氦原子上尝试解释都不成功，因此在1922年玻尔又建立了递建原理，给出了原子中电子排布原则是电子会占据最低能量空位，但根据能量最低原理，理论上电子都应该会围绕在原子核周围的最低能量电子层。泡利获得博士学位后成为波恩的助手期间，为原子光谱学中的反常塞曼效应所困扰，而且他对对应的电子层最多能够容纳的电子数量排序：2、8、28、32这个整数列很感兴趣，他在1924年受到了爱德蒙斯通纳最先给出各个原子的正确电子排布的论文启发，提出了每个填满的电子亚层都拥有22L+1个电子，因为每一个电子都只能占据一个独特的量子态，在1925年泡利正式提出了著名的不相容原理！玻色子左，费米子右所以从原子级别开始压缩后，对抗引力坍缩的不是四大作用力，而是费米子泡利不相容的简并力，这个力可比想象的要强大得多，太阳的内核最终坍缩而成的不过是白矮星，而号称宇宙中最大的恒星盾牌座UY最终不过坍缩成中子星而已，最后阶段费米子中子的简并力支撑下不再坍缩，形成中子星！但大麦哲伦星系蜘蛛星云中的R136a1未来的最终能够坍缩成黑洞，因为它质量够大，引力坍缩可以突破中子简并态，直接将其压缩为没有物理尺寸的一个奇点！各种质量的恒星未来发展其实黑洞并非只有恒星演化一条路恒星终极回归就是黑洞，但恒星并不是黑洞形成的唯一通道，宇宙大爆炸初期形成的原初黑洞就是其中另一条路子，这种黑洞不受奥本海默极限限制，因此它们可以形成极大或者极小的黑洞，当然我们今天讨论的黑洞寿命也只能是原初黑洞，因为恒星级黑洞的寿命实在是太久了！黑洞当然还能继续演化了，比如通过吸积盘吞噬大量物质，发出强烈的X射线辐射被我们发现，第一个黑洞天鹅座X-1就是这样被发现的，还有LIGO探测器的第一例引力波就是双黑洞合并所产生，但这似乎也不是黑洞演化，也不过是合并分店么，我们今天讨论的是正儿八经的黑洞生老病死的问题。而不是一味的看它长大，那实在很无聊，从几倍的太阳质量大小的黑洞到几百亿倍，啥时候是个头啊恒星型黑洞其实也没法长那么大霍金辐射是一种以量子效应理论推出的黑洞散发的热辐射，这个理论最早于1974年被物理学家霍金提出，它能以黑洞寿命的方式来解释黑洞是符合一点点被蒸发掉的！因为霍金辐射能让黑洞慢慢失去质量，最终消失！黑洞是量子力学和广义相对论打架的地方，因为量子力学认为一个小到不能再小的点是无法同时确定位置和动量的，而广义相对论却认为却是一个了解所有参数的点，两者无法统一，但并不妨碍在视界以外推测黑洞的物理特性，霍金推导出符合弯曲时空的量子场论框架的霍金辐射，它们被一个温度和黑洞的质量成反比的黑体发出。一个太阳质量的黑洞温度大约为60K，因此这个黑洞吸收的会比自身更多的微波背景辐射，因此它寿命无限其实不然，等下我们再继续。一个质量和月亮差不多的黑洞温度大约为微波背景辐射的2.7K，它会保持平衡，但更小的黑洞温度会更高，因此辐射将会使它逐渐丢失质量，最终黑洞消失！大黑洞就永生了吗其实并不会，随着宇宙膨胀，微波背景辐射从诞生38万年时的等离子状态下降到到了当前的2.7K左右，未来将会降到更低，因此随着宇宙微波背景辐射继续降低，大黑洞也会逐渐入不敷出，慢慢被消耗，但这时间超级超级久！比如：恒星型黑洞大约可以存在：10^66年