Juodosios skylės ir Hokingo spinduliuotė

ANDRZEJ WOJCICKI / MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images

Hokingo spinduliuotė, kartais dar vadinama Bekenstein-Hawking spinduliuote, yra teorinė britų fiziko prognozė. Stephenas Hawkingas kuris paaiškina šilumines savybes, susijusias su Juodosios skylės .

Paprastai manoma, kad juodoji skylė dėl intensyvių gravitacinių laukų į ją sutraukia visą aplinkiniame regione esančią medžiagą ir energiją; Tačiau 1972 m. Izraelio fizikas Jokūbas Bekenšteinas pasiūlė, kad juodosios skylės turėtų turėti aiškiai apibrėžtą entropija ir inicijavo juodųjų skylių termodinamikos kūrimą, įskaitant energijos emisiją, o 1974 m. Hawkingas sukūrė tikslų teorinį modelį, kaip Juodoji skylė galėtų skleisti juoda kūno spinduliuotė .

Hokingo spinduliuotė buvo viena iš pirmųjų teorinių prognozių, suteikusių supratimą apie tai, kaip gravitacija gali būti susijusi su kitomis energijos formomis, o tai yra būtina bet kurios teorijos dalis. kvantinė gravitacija .

Paaiškinta Hokingo radiacijos teorija

Supaprastintoje paaiškinimo versijoje Hawkingas numatė, kad energijos svyravimai iš vakuumo sukelia virtualių dalelių porų ir dalelių susidarymą šalia juodosios skylės įvykių horizonto. Viena iš dalelių patenka į juodąją skylę, o kita pabėga dar nespėjus sunaikinti viena kitos. Rezultatas yra toks, kad žmogui, žiūrinčiam į juodąją skylę, atrodo, kad buvo išmesta dalelė.

Kadangi išskiriama dalelė turi teigiamą energiją, dalelė, kurią sugeria juodoji skylė, turi neigiamą energiją išorinės visatos atžvilgiu. Dėl to juodoji skylė praranda energiją, taigi ir masę (nes IR = mc ^du).

Mažesnės pirmapradės juodosios skylės iš tikrųjų gali išmesti daugiau energijos nei sugeria, todėl jos praranda grynąją masę. Didesnės juodosios skylės , pavyzdžiui, tie, kurie sudaro vieną saulės masę, sugeria daugiau kosminės spinduliuotės nei išskiria per Hokingo spinduliuotę.

Ginčai ir kitos teorijos apie juodųjų skylių spinduliavimą

Nors Hawkingo spinduliuotę visuotinai pripažįsta mokslo bendruomenė, vis dar kyla tam tikrų prieštaravimų.

Yra tam tikras susirūpinimas, kad dėl to galiausiai prarandama informacija, o tai ginčija įsitikinimą, kad informacijos negalima sukurti ar sunaikinti. Be to, tie, kurie netiki, kad pačios juodosios skylės egzistuoja, taip pat nenori pripažinti, kad jos sugeria daleles.

Be to, fizikai užginčijo pirminius Hawkingo skaičiavimus, kurie tapo žinomi kaip trans-Plancko problema, remdamiesi tuo, kad kvantinės dalelės, esančios šalia gravitacinio horizonto, elgiasi savotiškai ir negali būti stebimos ar apskaičiuojamos remiantis erdvės ir laiko skirtumu tarp stebėjimo koordinačių ir to, yra stebimas.

Kaip ir daugumos kvantinės fizikos elementų, stebimų ir patikrinamų eksperimentų, susijusių su Hokingo radiacijos teorija, atlikti beveik neįmanoma; Be to, šis efektas yra per mažas, kad jį būtų galima stebėti eksperimentiškai pasiekiamomis šiuolaikinio mokslo sąlygomis, todėl tokių eksperimentų rezultatai vis dar nėra įtikinami norint įrodyti šią teoriją.