Η ακτινοβολία Hawking, μερικές φορές και η ακτινοβολία Bekenstein-Hawking, είναι μια θεωρητική πρόβλεψη από τον βρετανό φυσικό Stephen Hawking που εξηγεί τις θερμικές ιδιότητες που σχετίζονται με μαύρες τρύπες.
Κανονικά, μια μαύρη τρύπα θεωρείται ότι αντλεί όλη την ύλη και την ενέργεια στην γύρω περιοχή μέσα σε αυτό, ως αποτέλεσμα των έντονων βαρυτικών πεδίων. Ωστόσο, το 1972 ο ισραηλινός φυσικός Jacob Bekenstein πρότεινε ότι οι μαύρες τρύπες θα πρέπει να έχουν μια καλά καθορισμένη η εντροπία, και ξεκίνησε την ανάπτυξη της θερμοδυναμικής μαύρης οπής, συμπεριλαμβανομένης της εκπομπής ενέργειας, και το 1974, ο Hawking επεξεργάστηκε το ακριβές θεωρητικό μοντέλο για το πώς μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να εκπέμψει μαύρη ακτινοβολία.
Η ακτινοβολία Hawking ήταν μια από τις πρώτες θεωρητικές προβλέψεις που έδωσαν μια εικόνα για το πώς η βαρύτητα μπορεί να σχετίζεται με άλλες μορφές ενέργειας, που είναι απαραίτητο μέρος οποιασδήποτε θεωρίας κβαντική βαρύτητα.
Η θεωρία της ακτινοβολίας Hawking εξηγείται
Σε μια απλοποιημένη εκδοχή της εξήγησης, ο Hawking προέβλεψε ότι οι διακυμάνσεις της ενέργειας από το κενό προκαλούν τη δημιουργία ζευγών σωματιδίων-αντισωματιδίων εικονικών σωματιδίων κοντά στον ορίζοντα συμβάντος του μαύρου τρύπα. Ένα από τα σωματίδια πέφτει στη μαύρη τρύπα, ενώ η άλλη διαφεύγει, προτού να έχουν την ευκαιρία να εκμηδενίζουν ο ένας τον άλλον. Το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι, σε κάποιον που βλέπει τη μαύρη τρύπα, φαίνεται ότι ένα σωματίδιο είχε εκπέσει.
Δεδομένου ότι το σωματίδιο που εκπέμπεται έχει θετική ενέργεια, το σωματίδιο που απορροφάται από τη μαύρη τρύπα έχει αρνητική ενέργεια σε σχέση με το εξωτερικό σύμπαν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η μαύρη τρύπα να χάσει ενέργεια και έτσι μάζα (επειδή μι = mc2).
Οι μικρότερες αρχικές μαύρες τρύπες μπορούν στην πραγματικότητα να εκπέμπουν περισσότερη ενέργεια από ό, τι απορροφούν, με αποτέλεσμα να χάσουν καθαρές μάζες. Μεγαλύτερες μαύρες τρύπες, όπως αυτές που είναι μια ηλιακή μάζα, απορροφούν περισσότερη κοσμική ακτινοβολία από ότι εκπέμπουν μέσω της ακτινοβολίας Hawking.
Διαμάχη και άλλες θεωρίες σχετικά με την ακτινοβολία των μαύρων τρυπών
Αν και η ακτινοβολία Hawking είναι γενικά αποδεκτή από την επιστημονική κοινότητα, εξακολουθεί να υπάρχει κάποια διαμάχη με αυτήν.
Υπάρχουν κάποιες ανησυχίες ότι καταλήγουν τελικά σε απώλεια πληροφοριών, που αμφισβητεί την πεποίθηση ότι οι πληροφορίες δεν μπορούν να δημιουργηθούν ή να καταστραφούν. Εναλλακτικά, όσοι δεν πιστεύουν πραγματικά ότι οι ίδιες οι μαύρες τρύπες υπάρχουν είναι επίσης απρόθυμες να δεχτούν ότι απορροφούν σωματίδια.
Επιπλέον, οι φυσικοί αμφισβήτησαν τους αρχικούς υπολογισμούς του Hawking σε αυτό που έγινε γνωστό ως το trans-Planckian πρόβλημα με το σκεπτικό ότι τα κβαντικά σωματίδια κοντά στο ο βαρυτικός ορίζοντας συμπεριφέρονται ιδιαιτέρως και δεν μπορούν να παρατηρηθούν ή να υπολογιστούν με βάση τη διαφοροποίηση χωροχρόνου μεταξύ των συντεταγμένων παρατήρησης και εκείνων που είναι παρατηρείται.
Όπως και τα περισσότερα στοιχεία της κβαντικής φυσικής, παρατηρήσιμα και δοκιμαστικά πειράματα που σχετίζονται με τη θεωρία της ακτινοβολίας Hawking είναι σχεδόν αδύνατο να πραγματοποιηθούν. επιπρόσθετα, αυτό το φαινόμενο είναι πολύ μικρό για να παρατηρηθεί κάτω από πειραματικά εφικτές συνθήκες της σύγχρονης επιστήμης, έτσι τα αποτελέσματα τέτοιων πειραμάτων εξακολουθούν να είναι αδιάφορα για να αποδειχθεί αυτή η θεωρία.