A Hawking-sugárzás, amelyet néha Bekenstein-Hawking-sugárzásnak is hívnak, a brit fizikus elméleti előrejelzése Stephen Hawking amely megmagyarázza a fekete lyukak.
Általában úgy gondolják, hogy egy fekete lyuk az intenzív gravitációs mezők eredményeként a környező régióban lévő összes anyagot és energiát behúzza; Jacob Bekenstein izraeli fizikus 1972-ben azonban javasolta, hogy a fekete lyukaknak jól definiáltak legyenek entrópia, és kezdeményezte a fekete lyukkal működő termodinamika fejlesztését, ideértve az energiakibocsátást, és 1974-ben Hawking kidolgozta a pontos elméleti modellt a fekete lyuk képes kibocsátani fekete test sugárzása.
A Hawking sugárzás volt az első olyan elméleti előrejelzések, amelyek betekintést nyújtottak a gravitáció más energiaformákhoz való kapcsolódásához, amely szükséges része az kvantum gravitáció.
A Hawking sugárzási elmélet magyarázata
A magyarázat egyszerűsített változatában Hawking előre jelezte, hogy az energia ingadozása vákuumból származik virtuális részecskék részecske-részecske-párok képződését okozza a fekete esemény horizontja közelében lyuk. Az egyik részecske beleesik a fekete lyukba, míg a másik elúszik, mielőtt lehetősége nyílik megsemmisíteni egymást. A végeredmény az, hogy a fekete lyukat nézőnek úgy tűnik, hogy egy részecske kibocsátódott.
Mivel a kibocsátott részecske pozitív energiával rendelkezik, a fekete lyuk által abszorbeált részecskének negatív energiája van a külső univerzumhoz viszonyítva. Ennek eredményeként a fekete lyuk veszít energiát, és így tömeget (mert E = mc2).
A kicsi elsődleges fekete lyukak ténylegesen több energiát bocsátanak ki, mint amennyit elnyelnek, ami elveszíti nettó tömegüket. Nagyobb fekete lyukak, például azok, amelyek egyetlen napelemet tartalmaznak, több kozmikus sugárzást vesznek fel, mint amennyit a Hawking sugárzás bocsát ki.
Vita és más elméletek a fekete lyuk sugárzásáról
Bár a Hawking-sugárzást a tudományos közösség általánosan elfogadja, még mindig vannak ellentmondások ezzel kapcsolatban.
Vannak bizonyos aggodalmak, hogy ez végül az információ elvesztését eredményezi, ami megkérdőjelezi azt a hitet, hogy az információ nem hozható létre vagy megsemmisíthető. Alternatív megoldásként azok, akik valójában nem hiszik, hogy a fekete lyukak léteznek, hasonlóan vonakodnak abban, hogy elfogadják a részecskék felszívódását.
Ezenkívül a fizikusok megkérdőjelezték Hawking eredeti számításait a transz-Planck-féle problémaként ismertté, azon az alapon, hogy a kvantum részecskék a a gravitációs horizont különös módon viselkedik, és nem figyelhető meg vagy számítható ki a megfigyelés és a megfigyelés koordinátái közötti tér-idő differenciálás alapján. megfigyelték.
A kvantumfizika legtöbb eleméhez hasonlóan a Hawking-sugárzás elméletével kapcsolatos megfigyelhető és tesztelhető kísérleteket szinte lehetetlen elvégezni; Ezenkívül ez a hatás túl rövid ahhoz, hogy megfigyelhető legyen a modern tudomány kísérletileg megvalósítható körülményei között, tehát az ilyen kísérletek eredményei még mindig nem vonják le az elmélet bizonyítását.