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第16章 (第4/5页)

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我忽然意识到,这些光线的路径永远不可能互相靠近。如果它们靠近了,它们最终就必须互相撞上。这正如和另一个从对面逃离警察的人相遇——你们俩都会被抓住:(或者,在这种情形下落到黑洞中去。)但是,如果这些光线被黑洞所吞没,那它们就不可能在黑洞的边界上呆过。所以在事件视界上的光线的路径必须永远是互相平行运动或互相散开。另一种看到这一点的方法是,事件视界,亦即黑洞边界,正像一个影子的边缘——一个即将临头的灾难的影子。如果你看到在远距离上的一个源(譬如太阳)投下的影子,就能明白边缘上的光线不会互相靠近。

如果从事件视界(亦即黑洞边界)来的光线永远不可能互相靠近,则事件视界的面积可以保持不变或者随时间增大,但它永远不会减小——因为这意味着至少一些在边界上的光线必须互相靠近。事实上,只要物质或辐射落到黑洞中去,这面积就会增大(图);或者如果两个黑洞碰撞并合并成一个单独的黑洞,这最后的黑洞的事件视界面积就会大于或等于原先黑洞的事件视界面积的总和(图)。事件视界面积的非减性质给黑洞的可能行为加上了重要的限制。我如此地为我的发现所激动,以至于当夜没睡多少。第二天,我给罗杰·彭罗斯打电话,他同意我的结果。我想,事实上他已经知道了这个面积的性质。然而,他是用稍微不同的黑洞定义。他没有意识到,假定黑洞已终止于不随时间变化的状态,按照这两种定义,黑洞的边界以及其面积都应是一样的。

图、图

人们非常容易从黑洞面积的不减行为联想起被叫做熵的物理量的行为。熵是测量一个系统的无序的程度。常识告诉我们,如果不进行外加干涉,事物总是倾向于增加它的无序度。(例如你只要停止保养房子,看会发生什么?)人们可以从无序中创造出有序来(例如你可以油漆房子),但是必须消耗精力或能量,因而减少了可得到的有序能量的数量。

热力学第二定律是这个观念的一个准确描述。它陈述道:一个孤

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