博鱼作为基本粒子之一,电子的最典型的属性包括质量、电荷和自旋角动量,这些量都已被实验精确地测定,且与物理理论的计算结果符合得非常好。
对于它的大小,根据实验,电子的半径的上限只有10-22m,这是一个非常小的值。一般倾向于认为电子是一个点粒子,也就是没有大小。
而说起黑洞,作为一种致密天体,根据黑洞的无毛定理(black hole no-hair theorem)博鱼,它的基本属性与电子类似,由质量、电荷和自转角动量描述。
另外,根据广义相对论,黑洞的质量集中在它的中心的一个点,这个点叫奇点,它是一个没有大小的点。
对比电子和黑洞,虽然一个是基本粒子博鱼,一个是宇宙中的天体,但它俩看起来的确有点像呢!
这种问题很难综合考虑,本文通过估算电子的寿命来尝试回答这一问题,以抛砖引玉石&轻拍。
我们都知道,地球的第二宇宙速度,也就是逃逸速度(escape velocity)为
对于黑洞,如上图所示,它的视界上的光刚好能逃离出来。这决定了它的视界半径,也就是施瓦西半径
根据斯蒂芬·霍金的理论,黑洞并不是只进不出,它还会发出辐射,即所谓霍金辐射(Hawking radiation)。
根据斯忒藩-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law)博鱼,将黑洞的辐射看作平衡态的黑体辐射,则黑洞的单位表面积在单位时间内的辐射能为
如果电子是一个黑洞,则该黑洞的质量为电子静止质量0.91×10-30kg,代入如下数值到上式
根据这个结果,如果电子是黑洞,它的寿命的数量级小至10-107s,这个时间在物理学里根本不存在,因为它比普朗克时间(5.39×10⁻⁴⁴s)还小。
但是,实际上的电子,它是不衰变的,所以它的寿命极长,甚至有人认为可能堪比宇宙的年龄。
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