抱歉因为住校的缘故平常不能上网.关于你开始提出的问题,我想你不明白可能是因为你不知道这种效应当中的一个细节,就是量子力学对真空有“多空”做了限制.虽然微观上存在能量涨落,不过宏观上能量仍然是守恒的.爱因斯坦的E=Δmc²证明能量和物质可以相互转换.虚粒子对就是在电荷守恒的前提下能量波动的产物.
导致这个结果的就是海森堡的“不确定性原理”.举个例子,我们都知道原子在不停的振动,温度就是这种振动的宏观体现.但即使通过有限的循环过程达到绝对零度,任何振子仍保持一个内禀的能量,大小为 E=hv/2 .这就是“零点能”.使这个能量存在的就是物质的不确定性.它要求能量E和时间t,一个越精确,另一个就越不精确.或者动量p和位置q ,同样存在这种关系.
事实上,它们存在以下关系：Δp×Δq＞h/4π ；ΔE×Δt＞h .其中Δ表示误差,h是普朗克常数.也就是说,当微观的空间极小（位置确定）,动量越不确定；当时间极短,能量变化越剧烈.所以在一瞬间,也就是t非常确定的一个时刻,即使真空中也会出现巨大的能量起伏.这种能量纯粹是靠着不确定性而凭空出现的,它的确违反了能量守恒定律!但它在一瞬间又消失,使得能量守恒定律在整体上得以维持.间隔越短,t就越确定,E就越不确定,可以凭空出现的能量也就越大.场的涨落也是由于不确定性原理.
关于楼主补充的问题,有一部分我在前面都说过了.关于黑洞的问题,是因为黑洞事件视界边缘产生的虚粒子对完全是随机的.由于物质逃脱引力需要能量,因此具有能量的粒子就有机会逃离黑洞,而它负能量的反粒子对就会坠入黑洞,从而使黑洞失去能量.由于负能粒子没有正的能量,因此绝不存在负粒子逃脱而正粒子被吸入的情况.就像两个人考试相同的科目,其中一个人每门课都比另一个人低,但总分却比另一个人高一样是不合逻辑的.所以黑洞越大,粒子的逃逸就越少,因此黑洞的温度和质量成反比.
