Promieniowanie Hawkinga, czasami nazywane również promieniowaniem Bekensteina-Hawkinga, jest teoretyczną prognozą brytyjskiego fizyka Stephen Hawking co wyjaśnia właściwości termiczne związane z czarne dziury.
Zwykle uważa się, że czarna dziura przyciąga do niej całą materię i energię z otaczającego regionu w wyniku intensywnych pól grawitacyjnych; jednak w 1972 r. izraelski fizyk Jacob Bekenstein zasugerował, że czarne dziury powinny mieć dobrze zdefiniowane entropiazapoczątkował rozwój termodynamiki czarnej dziury, w tym emisji energii, aw 1974 r. Hawking opracował dokładny model teoretyczny czarna dziura może emitować promieniowanie ciała czarnego.
Promieniowanie Hawkinga było jednym z pierwszych prognoz teoretycznych, które dały wgląd w to, w jaki sposób grawitacja może odnosić się do innych form energii, co jest niezbędną częścią każdej teorii grawitacja kwantowa.
Wyjaśniona teoria promieniowania Hawkinga
W uproszczonej wersji objaśnienia Hawking przewidział, że wahania energii od próżni powodują generowanie par cząstek-antycząstek wirtualnych cząstek w pobliżu horyzontu zdarzeń czerni otwór. Jedna z cząstek wpada do czarnej dziury, a druga ucieka, zanim zdąży się nawzajem unicestwić. Wynik netto jest taki, że dla kogoś, kto ogląda czarną dziurę, mogłoby się wydawać, że cząstka została wyemitowana.
Ponieważ emitowana cząstka ma energię dodatnią, cząstka wchłonięta przez czarną dziurę ma energię ujemną w stosunku do zewnętrznego wszechświata. Powoduje to, że czarna dziura traci energię, a tym samym masę (ponieważ mi = Mc2).
Mniejsze pierwotne czarne dziury mogą faktycznie emitować więcej energii niż absorbują, co powoduje utratę masy netto. Większe czarne dziury, takie jak te, które są jedną masą Słońca, pochłaniają więcej promieniowania kosmicznego niż emitują przez promieniowanie Hawkinga.
Kontrowersje i inne teorie na temat promieniowania czarnej dziury
Chociaż promieniowanie Hawkinga jest ogólnie akceptowane przez społeczność naukową, wciąż istnieją pewne kontrowersje z tym związane.
Istnieją obawy, że ostatecznie spowoduje to utratę informacji, co podważa przekonanie, że informacji nie można utworzyć ani zniszczyć. Alternatywnie, ci, którzy tak naprawdę nie wierzą, że same czarne dziury istnieją, podobnie niechętnie przyjmują, że absorbują cząstki.
Ponadto fizycy zakwestionowali pierwotne obliczenia Hawkinga dotyczące tak zwanego problemu transplanckiego, uzasadniając to tym, że cząstki kwantowe w pobliżu horyzont grawitacyjny zachowuje się osobliwie i nie może być obserwowany ani obliczany na podstawie różnic czasoprzestrzennych między współrzędnymi obserwacji a tym, co jest obserwowane.
Podobnie jak większość elementów fizyki kwantowej, obserwowalne i testowalne eksperymenty dotyczące teorii promieniowania Hawkinga są prawie niemożliwe do przeprowadzenia; ponadto efekt ten jest zbyt mały, aby można go zaobserwować w eksperymentalnie osiągalnych warunkach współczesnej nauki, więc wyniki takich eksperymentów wciąż nie są jednoznaczne z udowodnieniem tej teorii.