Όταν οι άνθρωποι λιμοκτονούν, γίνονται αδύνατοι και τελικά πεθαίνουν. Όταν μια μαύρη τρύπα λιμοκτονεί, μεγαλώνει και λεπτή… αλλά το κάνει πολύ εντυπωσιακά, σε μια έκρηξη ακτινοβολίας Hawking.
Τουλάχιστον αυτός είναι ο τρόπος που το καταλαβαίνουμε σήμερα (δεν έχει παρατηρηθεί ακόμη μαύρη τρύπα) και η θεωρία μπορεί επίσης να είναι λάθος.
Ο κοσμολόγος, αστροφυσικός και φυσικός Stephen Hawking έδειξε, το 1974, ότι οι μαύρες τρύπες πρέπει να εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με ένα μαύρο φάσμα σώματος. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης εξάτμιση της μαύρης τρύπας. Εν συντομία, αυτή η θεωρητική διαδικασία λειτουργεί έτσι: τα ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων παράγονται συνεχώς και εξαφανίζονται γρήγορα (μέσω του αφανισμού). Αυτά τα ζεύγη είναι εικονικά ζεύγη και η ύπαρξή τους (εάν κάτι εικονικό μπορεί να ειπωθεί ότι υπάρχει!) είναι μια ορισμένη συνέπεια της Αρχής της Αβεβαιότητας. Κανονικά, δεν βλέπουμε ποτέ ούτε το σωματίδιο ούτε το σωματίδιο αυτών των ζευγών και γνωρίζουμε μόνο την ύπαρξή τους μέσω εφέ όπως το φαινόμενο Casimir. Ωστόσο, εάν ένα τέτοιο εικονικό ζεύγος εμφανιστεί κοντά στον ορίζοντα γεγονότος μιας μαύρης τρύπας, το ένα μπορεί να το διασχίσει ενώ το άλλο δραπετεύει. και η μαύρη τρύπα χάνει έτσι τη μάζα. Πολύ μακριά από τον ορίζοντα του γεγονότος, μοιάζει με ακτινοβολία μαύρου σώματος.
Αποδεικνύεται ότι όσο μικρότερη είναι η μάζα που έχει μια μαύρη τρύπα, τόσο πιο γρήγορα θα χάσει τη μάζα λόγω της ακτινοβολίας Hawking. ακριβώς στο τέλος, η μαύρη τρύπα εξαφανίζεται σε μια έντονη έκρηξη ακτινοβολίας γάμμα (επειδή η θερμοκρασία της μαύρης τρύπας αυξάνεται καθώς γίνεται μικρότερη). Δεν θα δούμε καμία από τις μαύρες τρύπες στον Γαλαξία να εκραγεί σύντομα όμως… όχι μόνο πιθανότατα να κερδίζουν μάζα (τουλάχιστον από το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων), αλλά μια μαύρη τρύπα μιας σόλας θα πάρει πάνω από 10 ^ 67 χρόνια για να εξατμιστεί (το σύμπαν είναι μόλις 13 δισεκατομμύρια χρόνια)!
Υπάρχουν πολλοί γρίφοι σχετικά με τις μαύρες τρύπες και την ακτινοβολία Hawking. Για παράδειγμα, η εξάτμιση της μαύρης τρύπας μέσω της ακτινοβολίας Hawking φαίνεται να σημαίνει ότι οι πληροφορίες χάνονται για πάντα. Η βασική αιτία αυτών των γρίφων είναι ότι η κβαντική μηχανική και η Γενική Σχετικότητα - οι δύο πιο επιτυχημένες θεωρίες στη φυσική, η περίοδος - είναι ασυμβίβαστες και δεν έχουμε πειράματα ή παρατηρήσεις που θα μας βοηθήσουν να βρούμε πώς να επιλύσουμε αυτήν την ασυμβατότητα.
Ο Andrew Hamilton του Πανεπιστημίου του Κολοράντο έχει μια καλή εισαγωγή σε αυτό το θέμα, όπως και η Συχνές ερωτήσεις για τη Φυσική του Usenet (συχνά αναγνωρίζεται από τη σχέση του John Baez με αυτό).
Μερικές ιστορίες Space Magazine που περιλαμβάνουν ακτινοβολία Hawking είναι το Συνθετικό Black Hole Event Horizon που δημιουργήθηκε στο εργαστήριο του Ηνωμένου Βασιλείου, πώς να ξεφύγετε από μια μαύρη τρύπα και όταν εκρήγνυνται οι μαύρες τρύπες: Μέτρηση της εκπομπής από την πέμπτη διάσταση.
Οι μαύρες τρύπες Big and Small, και το Large Hadron Collider και η αναζήτηση για το Higgs-Boson είναι δύο εκμαγεία αστρονομίας που σχετίζονται με την ακτινοβολία Hawking.
Πηγές:
Πανεπιστήμιο του Κολοράντο
ThinkQuest
Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια - Riverside
