史蒂夫·霍金最著名的預言是黑洞會因輻射而蒸發。雖然這個預測從未被檢驗過，但我發現這可能很快就會改變。因為我看到了一篇新論文，其中一群天體物理學家說他們可以檢驗霍金的預測。

想象一下兩個彼此靠得太近的黑洞，它們相互繞轉并最終合并。我們目前認為這將創造一個更大的黑洞，它會晃動一會兒然后穩定下來。新論文中的想法是，黑洞合并不僅會產生一個大黑洞，它還會產生許多小黑洞。在新論文中，他們稱之為黑洞碎片。

霍金的預測表明，黑洞越大它發出的輻射越小。大多數物理學家認為我們無法觀察到這種霍金輻射，因為一般黑洞的輻射太少了，至少需要10^100 年左右的時間才能被注意到，這比宇宙的壽命長得多。

但是，如果黑洞合并產生了這些微小的黑洞碎片，它們會更快地蒸發，發出的輻射會更大。該研究提出，這些黑洞碎片會發出高能伽馬射線。這可以讓我們檢測到高能粒子與地球大氣相互作用時發出的微弱藍光——切倫科夫輻射，所以這個想法可能是可行的。

為了介紹這個想法的可行性，我們還是需要首先介紹些黑洞的知識。從某種意義上說，黑洞非常簡單，它們是由空曠的空間組成的球體。它附近的時空彎曲得如此強烈，以至于如果你靠得太近，就會無法返回。在這個不歸路起點，就是我們所說的黑洞事件視界。

但正如史蒂芬·霍金所指出的，量子效應使黑洞事件視界附近的空間變得不穩定。結果，本應該存在的真空變出正負粒子對，其中一個進入黑洞，而另一個則獲取黑洞能量而逃逸。這就是霍金輻射的原因，并且在這個過程中黑洞會收縮。

黑洞具有溫度，而該溫度取決于黑洞的大小。黑洞越小，溫度就越高。大黑洞一開始只發射無質量粒子、光子和引力子。隨著溫度的升高，它可以發射中微子和電子，并逐漸釋放出更重的粒子。這是一個失控的過程，黑洞輻射越多，它就變得越熱并且輻射速度越快。最后一刻是一個非常明亮的爆炸，被稱為黑洞煙花。新論文的作者表示，這是我們應該尋找的，這些明亮的爆炸來自黑洞合并后的碎片。

但這里有一個問題，因為黑洞是如此簡單，物理學家有時說它們沒有頭發。準確地說，它們有三根毛發：質量、旋轉速度和電荷。這曾經讓物理學家感到擔憂，因為如果黑洞的特征太少了，那么它們就非常有序，這意味著它們的熵非常小。

但是如果你拿一些熵非常高的東西，然后把它扔進黑洞，熵會發生什么？看起來熵變小了，但這不應該發生，因為違反了熱力學定律。這就是為什么雅各布·貝肯斯坦在1972年就說過，黑洞必須要有熵，該熵的大小必須與黑洞的表面積成正比。有趣的是，這也告訴我們為什么黑洞喜歡合并。

球體的表面積與半徑的平方成正比，黑洞的半徑與質量成正比，這意味著黑洞的熵與質量的平方成正比。現在假設你有兩個黑洞，質量分別為M1和M2，它們的組合熵與M1^2 M2 ^2成正比。但如果將它們合并，那么它們的熵就是與(M1 M2)^2成正比，所以總是大于兩個單獨的熵之和，這就是黑洞想要合并成更大黑洞的原因。

這就是論文中黑洞碎片的一個問題所在，因為創建這些小黑洞需要減少熵。所以為什么會發生這種情況，論文說：我們對黑洞碎片產生的細節仍然不可知。