Hawkingovo zračenje je oblik zračenja crnog tijela koje pretpostavljeno ispuštaju crne rupe zbog kvantnomehaničkih fenomena u blizini horizonta događaja crne rupe. Zračenje je nazvano prema britanskom fizičaru Stephenu Hawkingu koji je još 1974. godine teoretski pretpostavljao postojanje ovakve vrste zračenja.^[1]Jacob Bekenstein je, uz Hawkinga, također pretpostavljao kako crne rupe imaju konačnu entropiju.^[2]

Hawking je započeo rad na teoriji nakon posjeta Moskvi 1973. gdje su mu sovjetski znanstvenici Jakov Zeldovič i Aleksej Starobinsky dokazali da bi, prema kvantnomehaničkom načelu neodređenosti, crne rupe sa kutnim zamahom trebale stvarati i emitirati čestice.^[3] Hawkingovo zračenje umanjuje masu i energiju crne rupe pa se pretpostavlja da je odgovorno i za isparavanje crnih rupa. Manje crne rupe emitiraju više Hawkingova zračenja od većih, pa bi trebale brže ispariti.^[4][5][6]

Objašnjenje |

Kvantne fluktuacije |

Heisenbergovo načelo neodređenosti predstavlja set nejednakosti među kojima nikad ne možemo s jednakom preciznošću izračunati vrijednost dvaju komplementarnih varijabli.^[7] Jedna takva nejednakost postoji između parova energija - vrijeme, gdje preciznije određenje jedne varijable vodi ka manje preciznom određenju druge varijable, prema jednadžbi ΔE⋅Δt≥ℏ2textstyle Delta Ecdot Delta tgeq frac hbar 2. To praktično znači da vakuum nije apsolutno prazan prostor bez čestica, jer uvijek mora postojati količina energije od barem 3.31⋅10−34J⋅stextstyle 3.31cdot 10^-34Jcdot s Kako bi se to ostvarilo u apsolutnom vakuumu, događaju se kvantne fluktuacije.

Kako bi se održala nejednakost Heisenbergove neodređenosti, nasumično se iz energije vakuuma stvaraju virtualni, kvantno spregnuti parovi čestica - antičestica gdje antičestica ima obrnute karakteristike od čestice. Na primjer, elektron ima masu 9.109×10⁻³¹ kg, naboj od -1 e, spin 1/2 i paritet od +1. Njegova antičestica, pozitron ima masu -9.109×10⁻³¹ kg (i time negativnu ukupnu energiju, jer vrijedi E=mc², naboj od +1 e, spin 1/2 i paritet od -1. Nakn stvaranja, parovi postoje jako kratko vrijeme, prije no što se njihovi naboji i mase privuku, i čestice se anihiliraju. Anihilacija uvijek završava izbojem velikih količina energije u svemir, čime je održan zakon očuvanja energije

Crna rupa |

Kad se kvantne fluktuacije dogode u blizini crne rupe (ali izvan horizonta događaja), crna rupa privlači česticu negativne energije, te čestica svojom negativnom masom i energijom "poništi" dio mase i energije crne rupe. Kad se to dogodi, vanjskom promatraču izgleda kao da je crna rupa izbacila česticu čiji je parnjak privukla. Zakon očuvanja energije ovdje i dalje vrijedi, jer je crna rupa usisavši antičesticu izgubila istu količinu energije koju je čestica preuzela iz svemira, i ne može ju vratiti jer više ne može doći do anihilacije.^[8]

Informacijski paradoks |

Izvori |