Melnie caurumi un Hokinga starojums

ANDRZEJS VOJČICKI / ZINĀTNES FOTO BIBLIOTĒKA / Getty Images

Hokinga starojums, dažreiz saukts arī par Bekenšteina-Hokinga starojumu, ir britu fiziķa teorētisks pareģojums. Stīvens Hokings kas izskaidro termiskās īpašības, kas saistītas ar melnie caurumi .

Parasti tiek uzskatīts, ka melnais caurums intensīvo gravitācijas lauku rezultātā tajā ievelk visu apkārtējā reģionā esošo vielu un enerģiju; tomēr 1972. gadā izraēliešu fiziķis Džeikobs Bekenšteins ierosināja, ka melnajiem caurumiem ir jābūt precīzi definētam. entropija un uzsāka melnā cauruma termodinamikas attīstību, tostarp enerģijas emisiju, un 1974. gadā Hokings izstrādāja precīzu teorētisko modeli, kā melnais caurums varētu izstarot melnā ķermeņa starojums .

Hokinga starojums bija viena no pirmajām teorētiskajām prognozēm, kas sniedza ieskatu par to, kā gravitācija var būt saistīta ar citiem enerģijas veidiem, kas ir jebkuras teorijas sastāvdaļa. kvantu gravitācija .

Paskaidrota Hokinga radiācijas teorija

Paskaidrojuma vienkāršotā versijā Hokings prognozēja, ka enerģijas svārstības no vakuuma izraisa virtuālo daļiņu daļiņu un pretdaļiņu pāru veidošanos netālu no melnā cauruma notikumu horizonta. Viena no daļiņām iekrīt melnajā caurumā, bet otra izkļūst, pirms tām ir iespēja vienai otru iznīcināt. Rezultāts ir tāds, ka kādam, kas skatās melno caurumu, šķiet, ka ir izdalīta daļiņa.

Tā kā emitētajai daļiņai ir pozitīva enerģija, daļiņai, ko absorbē melnais caurums, ir negatīva enerģija attiecībā pret ārējo Visumu. Tā rezultātā melnais caurums zaudē enerģiju un tādējādi arī masu (jo UN = mc ^divi).

Mazāki pirmatnējie melnie caurumi faktiski var izstarot vairāk enerģijas, nekā absorbē, kā rezultātā tie zaudē neto masu. Lielāki melnie caurumi , piemēram, tie, kas ir viena saules masa, absorbē vairāk kosmiskā starojuma, nekā tie izstaro caur Hokinga starojumu.

Strīdi un citas teorijas par melnā cauruma starojumu

Lai gan zinātnieku aprindās Hokinga starojums ir vispārpieņemts, ar to joprojām ir saistītas pretrunas.

Pastāv bažas, ka tas galu galā izraisa informācijas zudumu, kas apšauba pārliecību, ka informāciju nevar izveidot vai iznīcināt. Savukārt tie, kas patiesībā netic, ka paši melnie caurumi eksistē, līdzīgi nevēlas pieņemt, ka tie absorbē daļiņas.

Turklāt fiziķi apstrīdēja Hokinga sākotnējos aprēķinus, kas kļuva pazīstami kā transplanka problēma, pamatojoties uz to, ka gravitācijas horizonta tuvumā esošās kvantu daļiņas uzvedas savdabīgi un tās nevar novērot vai aprēķināt, pamatojoties uz telpas un laika diferenciāciju starp novērojuma koordinātām un to, kas tiek novērots.

Tāpat kā lielāko daļu kvantu fizikas elementu, novērojamus un pārbaudāmus eksperimentus saistībā ar Hokinga radiācijas teoriju ir gandrīz neiespējami veikt; Turklāt šis efekts ir pārāk mazs, lai to novērotu eksperimentāli sasniedzamos mūsdienu zinātnes apstākļos, tāpēc šādu eksperimentu rezultāti joprojām nav pārliecinoši, lai pierādītu šo teoriju.