霍金在《时间简史》里面有一章专门写了时间箭头这个事，今天先介绍一下黑洞的面积定理，再从面积定理介绍一下时间箭头。
　　斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日-2018年3月14日），ALS患者，英国著名物理学家和宇宙学家。霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞，证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发现象和无边界的霍金宇宙模型，在统一20世纪物理学的两大基础理论——相对论和量子力学方面走出了重要一步。
　　上一篇文章《有毛的黑洞，无毛定理》里面，老郭跟各位小伙伴讨论了，其实黑洞不黑，黑洞是有自发辐射的能力的。1971年，霍金在宇宙监督假设（大自然禁止我们看到任何一个奇点，因为总是会有一个事件视界将它遮蔽起来。彭罗斯的这个假设被学术界称为＂宇宙监察假设＂(cosmicensorship hypothesis)。）和强能量成立的前提下，证明了黑洞的面积定理：黑洞的表面积顺时间方向永不减少：dA≥0
　　其中，强能量条件为ρ+3p>0
　　ρ是物质密度，p是应力压强，这个条件的意思就是，时空中应力不能太负，通常的物质都是满足强能量条件。
　　黑洞互相吞噬想像图
　　从面积定理我们可以推断，两个黑洞合并成为一个之后，合并后的面积大于合并前的面积。但是一个黑洞不能分裂为两个，因为分裂后的总面积小于分裂前的面积，违背面积定理。
　　惠勒的研究生贝肯斯坦联想了黑洞面积定理和热力学第二定律的关系，他认为，黑洞面积定理似乎跟热力学中的熵很像。惠勒对他贝肯斯坦这样的想法表示了严厉的批评，但是老郭也还是认为，黑洞面积定理跟熵可能是一回事。
　　在物理学中，熵是唯一一个具有时间单向性的物理量。在热力学中，熵S在绝热过程中（孤立系统）不会减少 dS≥0，这被成为热力学第二定律，它是唯一显示时间箭头的物理定律。
　　我是郭哥 论道，一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学，让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣的科普搬运工。耐心看完的小伙伴，留个言、点个赞加个关注再走呗。

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