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1、张洞生新黑洞理论之3=黑洞Mb的每个霍金輻射mss所携带的信息量Io h/2 mssC2/ss=本文摘录改编自拙作黑洞宇宙学概论4=张洞生約翰奧杜則：現代天體物理學的進展，就像最奇妙的文學幻想小說一樣令人銷魂奪魄。爱因斯坦：要打破人的偏見，比崩破一個原子還難。: 本文是新黑洞理论的第三篇文章。在第一篇文章中，作者提出了组成新黑洞理论普遍有效的5个经典的基本公式，其中(1d)式，mssMb = hC/8G，找出了霍金辐射mss与黑洞总质能量Mb之间准确的量化公式，并从(1e)式，得出任何黑洞，无论大小，其最终的命运，都只能是收缩成为最小黑洞Mbm = mp 普朗克粒子，而爆炸消失在普朗克领域。第
2、二篇文章是新黑洞理论之2，本篇用经典理论论证了，黑洞Mb向外发射霍金辐射mss就是它们作为热辐射，按照热力学第二定律，从黑洞的高温高能区域向境外低温低能区域自由地流动。本文是新黑洞理论的第三篇，以公式确定了信息量Io、熵Sbm、普朗克常数h/2与黑洞霍金辐射mss之间的关系。本文首次將黑洞霍金輻射mss（能量子）携带的信息量Io 与熵Sb统一在新黑洞理论中了，证实了黑洞的熵与其信息量成正比，二者有同质同体性，而且证明了黑洞的每一个mss，无论大小，其所携带的信息量Io，都等于单位信息量Ioh/2，等于mss一个频率内的能量mssC2，即Io mssC2/ss。这就给予普朗克常数h/2一个新的定
3、义和概念，它就是一个最基本单位信息量Io。同时，也赋予了黑洞新的概念。什么是黑洞？本篇证明：黑洞就是在其外界没有能量-质量可被吞食时，是一个不稳定的不停地收缩的引力收缩体，它在收缩时，就将黑洞内的质-能量Mb统统通过视界半径Rb转变为一个接一个的霍金辐射mss（能量子，热辐射）流向外界，直到黑洞最后收缩成为最小黑洞Mbm = mp而爆炸消失在普朗克领域。每一个霍金辐射mss，无论频率多少、波长短长，都只携带一个单元的最小信息量Io h/2 mssC2/ss，即一个频率之间的霍金辐射mss的能量mssC2/ss。普朗克常数H h/2Io，其新的物理意义就是每一个热辐射mss（能量子，电磁波）所携
4、带的一个单元的最小信息量Io。本文的主要任務在於用經典理論和公式證明：1；無論任何大小質量的黑洞Mb，它每次所發射的任何一個霍金輻射量子mss，其所擁有的信息量Io剛好等於宇宙中最小的、最基本的信息量 Io h/2 H，即Io就是普朗克常數，而與黑洞的Mb和mss的質-能的量無關。2；證明最小黑洞，即普朗克粒子的熵Sbm 宇宙中最小的熵。3；證明黑洞Mb的總信息量Im = 4GMb2/C；而其總熵Sb= 4GMb2/CIo= A/4Lp2 = Im/Io = Im/H；4；證明了Sb = Im/H，熵与信息量具有同质同体性。因此，黑洞发射任何一个霍金辐射mss就是向外发射信息量和熵。宇宙中只有
5、3样东西，物质、（辐射）能量和信息。新黑洞理论将黑洞的物质Mb、（辐射）能量mss和信息量Io的关系通过作者推导出来的2个新公式，mssMb = hC/8G和Io h/2 mssC2/ssIo h/2 mssC2/ss量化地联系起来了。但是信息并非有形的实体，物质Mb、（辐射）能量mss是信息量Io的载体，Io就像是Mb和mss的意识形态或者灵魂，Mb从生到死不断地运动和变化造成mss的频率和波长有序地随着mss的增减而变化，这实际上就是对Mb有序变化的编码，如果人们通过近代天文观测仪器能够连续地接收到和计算解读出mss波长和频率的改变，就可准确地认识到黑洞Mb本体的变化规律和命运。在已知宇宙
6、的黑洞中，我们宇宙黑洞的总质-能量Mbu为1056g，其霍金辐射mssu为10-66g；最小黑洞Mbm=105g，其霍金辐射mssm为10-5g；二者总质-能量由大变到小的倍数=1056/Mbm=105=1061倍；相应地二者霍金辐射由小到大的倍数=10-66g/10-5g =1061倍。太阳型黑洞的质量3Mb61033g，相应地其mss210-42g，因此，mss的波长l ss应约为18km。顺便在此根据作者新黑洞理论中的公式和计算，谈谈对美国最近测定的黑洞的引力波的质疑： 2016年2月11日，美国LIGO的科学家们按照计算机的数字模拟广义相对论方程解的方法，计算和比对测量到2个超恒星级黑
7、洞的质量分别为太阳质量的29倍和36倍，它们距离我们13亿光年，合并后成为1个62个太阳质量的黑洞，损失的3个太阳质量。LIGO的科学家们认为他们测定的（35 150赫兹）的波经过计算和比对后，论证为黑洞碰撞合并后所发出的引力波。按照作者新黑洞理论中的公式，根据LIGO所得出的上列数据，可知62个黑洞质量约为Mbs（10-20）（3Mb）61034g；相应地其msss 510-43g 31010eV；其发射出的霍金辐射的波长lsss 2107cm=200km；其频率sss1500Hz左右。但是，LIGO实验测量到的频率ssd 35 150赫兹，折合其波长则约为2108cm=2103km。可见，
8、LIGO实验测量到的并非他们认为的上述2黑洞合并前后所发出霍金辐射引力波。作者的质疑：由于ssd10sss, 第一；问题是LIGO并没有真正观察到两个黑洞的合并，无法证明他们所测得的波就是两个黑洞并合后发出的引力波。因此，这只是他们计算后的猜测和推论。因为他们猜测和推论所根据的模型和数学公式如果没有其它同类型实测数据的佐证，极可能是错误的。第二；如果LIGO测得的波确是黑洞发射的引力波，该黑洞的质量应该大于620个太阳质量，即比LIGO所说62个太阳质量的黑洞大10倍多；就是说，只有在62个太阳质量的黑洞形成后，再吞噬进其外围的560多个太阳质量的黑洞的质量-能量后，才能发射出35 150赫兹
9、的更弱的引力波。第三；根据本文后面的（6e）式，还可以测定2个相邻引力波发射的时间间隔-db应是：如果是62个太阳质量的黑洞，其-db620.044秒；如果是620个太阳质量的黑洞，其-db6200.44秒；不知LIGO是否愿意用作者的这种方法检测一下，或者能判断他们测得的引力波是哪里的黑洞发射出来的；第四；LIGO说，2个太阳质量的29倍和36倍的黑洞合并成为一个62个太阳质量的黑洞，引力波是损失的3个太阳质量的物质发出来的。这说法是不对的。在2个黑洞合并前，会从2个黑洞中拉出许多物质粒子甚至团块，但是它们只能被黑洞的潮汐作用所粉碎，形成高速高能粒子，彼此碰撞发出高能X射线，而少数有幸逃脱黑
10、洞引力束缚的高速粒子也不可能发出极低频超长和极低能量的引力波。：黑洞的霍金輻射mss; 霍金輻射mss的信息量Ioh/2；最小黑洞Mbm= mp的信息量Io就是普朗克常數H；黑洞的信息總量Im；最小黑洞即普朗克粒子的熵Sbm=；黑洞的總熵Sb; 我們宇宙大黑洞Mub；測不准原理；普朗克常數mp； ; 史瓦西黑洞Mb (球對稱，無旋轉，無電荷) 在其視界半徑Rb上的守恆公式，這5個公式是對黑洞普遍適用的基本公式。下面(1a) (1b) (1c) (1d) (1e)式來源于黑洞宇宙学概论4第一篇的1-1節，重述如下。下面是霍金著名的黑洞Mb在其視界半徑Rb上的閥溫Tb公式，Tb Mb=(C 3/4
11、G)(h /2) 1027gk (1a)Mb黑洞的總能量-質量；Rb黑洞的視界半徑，Tb-黑洞視界半徑Rb上的閥溫，mss黑洞在視界半徑Rb上的霍金輻射的相當質量，lss 和ss 分別表示mss在Rb上的波長和頻率，-波爾茲曼常數 = 1.38 10-16g*cm2/s2*k，C光速 = 31010cm/s， h-普朗克常數 = 6.631027g*cm2/s， G -萬有引力常數= 6.67 108 cm3/s2*g，下面是按質能轉換為輻射能Er的閥溫的能量等價公式，Er = mssC2 = Tb = Ch/2l ss = ssh/2 (1b)根據史瓦西對廣義相對論方程的特殊解，(1c)式是
12、黑洞存在的充要條件。 GMb/Rb = C 2/2 Mb=0.6751028 Rb (1c)作者用 (1a) 和 (1b)，可推導出黑洞普遍有效的新公式 (1d)，mss Mb = hC/8G = 1.18710-10g2 (1d)在極限情況下，得出普朗克粒子mp =最小黑洞Mbm為，Mbm = mp= mss= (hC/8G)1/2g=1.0910-5g (1e)bRb2 = 3C2/(8G) = Constant = 1.61027g/cm (1m) 宇宙中的最小黑洞Mbm = mss= mp= (hC/8G)1/2 =1.0910-5g，其視界半徑 Rb Lp (Gh/2C3)1/21.
13、611033cm，其史瓦西時間tsbm= Rbm/C = 0.537 1043s。；求證最小黑洞Mbm的霍金輻射mss的信息量Io h/2最小信息量。 Mbm= mp的熵Sbm 最小熵值。論證：信息存在能量時間. 第一；用類比法定義最小黑洞Mbm = mp= mss的信息量Io，mp 為普朗克粒子，令 Io = H = (h/2) (2a)海森伯測不准原理說，互補的兩個物理量，比如時間和能量，位置和動量，角度和角動量，無法同時測准。它們測不准量的乘積等於某個常數，那個常數就是普朗克常數 h，即 h = 6.6310-34焦耳/秒 = 6.631027 g*cm2/s。用類比法求最小黑洞Mbm
14、= mp= mss的信息量 Io，定義 Io = h/2 = 宇宙中最小信息量，即令，令mss C2 2ts= h/2 = Io （2b）E t h/2 = Io Io （2c） 對比（2a）和（2b），（2c）式即是測不准原理的數學公式，可見，2ts對應於t 時間測不准量，mssC2對應於E能量測不准量。下面證明(2b)(2c)的正確性。驗證最小黑洞Mbm= mp的信息量為 Io = h/2 =宇宙中的最小信息量下面根據前节中普朗克粒子mp 的資料對 (2b) 和（2c）式進行数值驗算。按照上面的(1e)式，所以，對最小黑洞 Mbm= mp信息量Io的計算是：Io=2tsbmMbm(=mss
15、)C2=20.53710431.0910-591020=1.0541027gcm2/s同時，Io = h/2 =6.631027/2 = 1.0561027g*cm2/s.由於上面2式的計算結果幾乎完全相等，即檢驗了上節的（2b）=（2c），2tsbm MbmC2 = 2tsbmmssC2 = h/2 = H = Io （2d） 按(1d)式後再按(1e)式，下面再次驗證(2b)式的普遍性：2tsbmmssC2 = (2Rbm/C) (hC3/8GMbm) = h/2 = Io=H證明（2b）（2c）的普遍性。上式說明H值不多不少 = 宇宙中最小黑洞Mbm= mp即普朗克粒子mss的信息量Io = 宇宙中一個最小信息的單位元 = h/2
