Razlika između inačica stranice »Hawkingovo zračenje«

Izvor: Hrvatska internetska enciklopedija
Skoči na:orijentacija, traži
m (Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba))
m (Bot: Automatska zamjena teksta (-{{Cite journal +{{Citiranje časopisa))
Redak 1: Redak 1:
<!--'''Hawkingovo zračenje'''-->'''Hawkingovo zračenje''' je oblik [[Zračenje crnog tijela|zračenja crnog tijela]] koje pretpostavljeno ispuštaju crne rupe zbog kvantnomehaničkih fenomena u blizini [[Događajni obzor|horizonta događaja]] [[Crna rupa|crne rupe]]. Zračenje je nazvano prema britanskom fizičaru [[Stephen Hawking|Stephenu Hawkingu]] koji je još [[1974.]] godine teoretski pretpostavljao postojanje ovakve vrste zračenja.<ref>{{Citiranje weba|url=http://www.charlierose.com/guest/view/6294|archive-url=https://web.archive.org/web/20130329060031/http://www.charlierose.com/guest/view/6294|archive-date=29. ožujka 2013.|first=Charlie|last=Rose|title=A conversation with Dr. Stephen Hawking & Lucy Hawking|website=charlierose.com|date=|language=|publisher=|accessdate=}}</ref> [[Jacob Bekenstein]] je, uz Hawkinga, također pretpostavljao kako crne rupe imaju konačnu [[Entropija|entropiju]].<ref>{{cite news|last=Levi Julian|first=Hana|title='40 Years of Black Hole Thermodynamics' in Jerusalem|url=http://www.israelnationalnews.com/News/News.aspx/159585#.UErd_yJipNs|accessdate=8. rujna 2012|date=3. rujna 2012|authorlink=|coauthors=|format=|work=|publisher=|page=|id=|language=}}</ref>
<!--'''Hawkingovo zračenje'''-->'''Hawkingovo zračenje''' je oblik [[Zračenje crnog tijela|zračenja crnog tijela]] koje pretpostavljeno ispuštaju crne rupe zbog kvantnomehaničkih fenomena u blizini [[Događajni obzor|horizonta događaja]] [[Crna rupa|crne rupe]]. Zračenje je nazvano prema britanskom fizičaru [[Stephen Hawking|Stephenu Hawkingu]] koji je još [[1974.]] godine teoretski pretpostavljao postojanje ovakve vrste zračenja.<ref>{{Citiranje weba|url=http://www.charlierose.com/guest/view/6294|archive-url=https://web.archive.org/web/20130329060031/http://www.charlierose.com/guest/view/6294|archive-date=29. ožujka 2013.|first=Charlie|last=Rose|title=A conversation with Dr. Stephen Hawking & Lucy Hawking|website=charlierose.com|date=|language=|publisher=|accessdate=}}</ref> [[Jacob Bekenstein]] je, uz Hawkinga, također pretpostavljao kako crne rupe imaju konačnu [[Entropija|entropiju]].<ref>{{cite news|last=Levi Julian|first=Hana|title='40 Years of Black Hole Thermodynamics' in Jerusalem|url=http://www.israelnationalnews.com/News/News.aspx/159585#.UErd_yJipNs|accessdate=8. rujna 2012|date=3. rujna 2012|authorlink=|coauthors=|format=|work=|publisher=|page=|id=|language=}}</ref>


Hawking je započeo rad na teoriji nakon posjeta [[Moskva|Moskvi]] [[1973.]] gdje su mu sovjetski znanstvenici [[Jakov Zeldovič]] i Aleksej Starobinsky dokazali da bi, prema kvantnomehaničkom [[Heisenbergovo načelo neodređenosti|načelu neodređenosti]], crne rupe sa [[Kutna količina gibanja|kutnim zamahom]] trebale stvarati i emitirati čestice.<ref>{{Citiranje knjige|last1=Hawking|first1=Stephen|authorlink=Stephen Hawking|title=[[A Brief History of Time]]|date=1988|publisher=Bantam Books|isbn=0-553-38016-8}}</ref> 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.<ref>{{Citiranje weba|url=http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=24633|title=Hawkingovo zračenje|date=|language=|publisher=Hrvatska enciklopedija|accessdate=27. kolovoza 2017.}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=zGxxDgAAQBAJ&pg=PA70&dq=Hawking+radiation+reduces+mass+and+energy+of+black+holes+and+is+also+known+as+black+hole+evaporation&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwifzqXC-o7VAhXlq1QKHa29Bi4Q6AEIJDAA#v=onepage&q=Hawking%20radiation%20reduces%20mass%20and%20energy%20of%20black%20holes%20and%20is%20also%20known%20as%20black%20hole%20evaporation&f=false|title=Recent Developments in Intelligent Nature-Inspired Computing|last=Srikanta|first=Patnaik|date=2017-03-09|publisher=IGI Global|isbn=9781522523239|language=en}}</ref><ref name="kumar20122">{{Cite journal|doi=10.3968/j.ans.1715787020120502.1817|last1=Kumar|first1=K. N. P.|last2=Kiranagi|first2=B. S.|last3=Bagewadi|first3=C. S.|title=Hawking Radiation – An Augmentation Attrition Model|journal=Adv. Nat. Sci.|volume=5|issue=2|date=2012|pages=14–33}}</ref>
Hawking je započeo rad na teoriji nakon posjeta [[Moskva|Moskvi]] [[1973.]] gdje su mu sovjetski znanstvenici [[Jakov Zeldovič]] i Aleksej Starobinsky dokazali da bi, prema kvantnomehaničkom [[Heisenbergovo načelo neodređenosti|načelu neodređenosti]], crne rupe sa [[Kutna količina gibanja|kutnim zamahom]] trebale stvarati i emitirati čestice.<ref>{{Citiranje knjige|last1=Hawking|first1=Stephen|authorlink=Stephen Hawking|title=[[A Brief History of Time]]|date=1988|publisher=Bantam Books|isbn=0-553-38016-8}}</ref> 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.<ref>{{Citiranje weba|url=http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=24633|title=Hawkingovo zračenje|date=|language=|publisher=Hrvatska enciklopedija|accessdate=27. kolovoza 2017.}}</ref><ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=zGxxDgAAQBAJ&pg=PA70&dq=Hawking+radiation+reduces+mass+and+energy+of+black+holes+and+is+also+known+as+black+hole+evaporation&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwifzqXC-o7VAhXlq1QKHa29Bi4Q6AEIJDAA#v=onepage&q=Hawking%20radiation%20reduces%20mass%20and%20energy%20of%20black%20holes%20and%20is%20also%20known%20as%20black%20hole%20evaporation&f=false|title=Recent Developments in Intelligent Nature-Inspired Computing|last=Srikanta|first=Patnaik|date=2017-03-09|publisher=IGI Global|isbn=9781522523239|language=en}}</ref><ref name="kumar20122">{{Citiranje časopisa|doi=10.3968/j.ans.1715787020120502.1817|last1=Kumar|first1=K. N. P.|last2=Kiranagi|first2=B. S.|last3=Bagewadi|first3=C. S.|title=Hawking Radiation – An Augmentation Attrition Model|journal=Adv. Nat. Sci.|volume=5|issue=2|date=2012|pages=14–33}}</ref>


== Objašnjenje ==
== Objašnjenje ==


=== Kvantne fluktuacije ===
=== Kvantne fluktuacije ===
[[Heisenbergovo načelo neodređenosti]] predstavlja set nejednakosti među kojima nikad ne možemo s jednakom preciznošću izračunati vrijednost dvaju komplementarnih varijabli.<ref name="Sen2014">{{Cite journal|last1=Sen|first1=D.|title=The uncertainty relations in quantum mechanics|url=http://www.currentscience.ac.in/Volumes/107/02/0203.pdf|journal=Current Science|volume=107|issue=2|year=2014|pages=203–218}}</ref> Jedna takva nejednakost postoji između parova [[energija]] - [[Vrijeme (fizika)|vrijeme]], gdje preciznije određenje jedne varijable vodi ka manje preciznom određenju druge varijable, prema jednadžbi <math display="inline">\Delta E\cdot \Delta t\geq\frac{\hbar}{2}</math>. To praktično znači da vakuum nije apsolutno prazan prostor bez čestica, jer uvijek mora postojati količina energije od barem  <math display="inline">3.31\cdot10^{-34} J\cdot s</math> Kako bi se to ostvarilo u apsolutnom vakuumu, događaju se kvantne fluktuacije.
[[Heisenbergovo načelo neodređenosti]] predstavlja set nejednakosti među kojima nikad ne možemo s jednakom preciznošću izračunati vrijednost dvaju komplementarnih varijabli.<ref name="Sen2014">{{Citiranje časopisa|last1=Sen|first1=D.|title=The uncertainty relations in quantum mechanics|url=http://www.currentscience.ac.in/Volumes/107/02/0203.pdf|journal=Current Science|volume=107|issue=2|year=2014|pages=203–218}}</ref> Jedna takva nejednakost postoji između parova [[energija]] - [[Vrijeme (fizika)|vrijeme]], gdje preciznije određenje jedne varijable vodi ka manje preciznom određenju druge varijable, prema jednadžbi <math display="inline">\Delta E\cdot \Delta t\geq\frac{\hbar}{2}</math>. To praktično znači da vakuum nije apsolutno prazan prostor bez čestica, jer uvijek mora postojati količina energije od barem  <math display="inline">3.31\cdot10^{-34} J\cdot s</math> 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 sprezanje|kvantno spregnuti]] parovi čestica - antičestica gdje antičestica ima obrnute karakteristike od čestice. Na primjer, [[elektron]] ima [[Masa|masu]] 9.109×10<sup>−31</sup> kg, [[Elementarni naboj|naboj]] od -1 [[Elementarni naboj|e]], [[spin]] 1/2 i [[paritet]] od +1. Njegova antičestica, [[pozitron]] ima masu -9.109×10<sup>−31</sup> kg (i time negativnu ukupnu energiju, jer vrijedi E=mc<sup>2</sup>, [[Elementarni naboj|naboj]] od +1 [[Elementarni naboj|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 [[Anihilacija|anihiliraju]]. Anihilacija uvijek završava izbojem velikih količina energije u svemir, čime je održan zakon očuvanja energije
Kako bi se održala nejednakost Heisenbergove neodređenosti, nasumično se iz energije vakuuma stvaraju virtualni, [[Kvantno sprezanje|kvantno spregnuti]] parovi čestica - antičestica gdje antičestica ima obrnute karakteristike od čestice. Na primjer, [[elektron]] ima [[Masa|masu]] 9.109×10<sup>−31</sup> kg, [[Elementarni naboj|naboj]] od -1 [[Elementarni naboj|e]], [[spin]] 1/2 i [[paritet]] od +1. Njegova antičestica, [[pozitron]] ima masu -9.109×10<sup>−31</sup> kg (i time negativnu ukupnu energiju, jer vrijedi E=mc<sup>2</sup>, [[Elementarni naboj|naboj]] od +1 [[Elementarni naboj|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 [[Anihilacija|anihiliraju]]. Anihilacija uvijek završava izbojem velikih količina energije u svemir, čime je održan zakon očuvanja energije

Inačica od 02:33, 26. studenoga 2021.

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 [math]\displaystyle{ \Delta E\cdot \Delta t\geq\frac{\hbar}{2} }[/math]. To praktično znači da vakuum nije apsolutno prazan prostor bez čestica, jer uvijek mora postojati količina energije od barem [math]\displaystyle{ 3.31\cdot10^{-34} J\cdot s }[/math] 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.[6]

Informacijski paradoks

Izvori

  1. ↑ Rose, Charlie. "A conversation with Dr. Stephen Hawking & Lucy Hawking". Inačica izvorne stranice arhivirana 29. ožujka 2013.. http://www.charlierose.com/guest/view/6294 
  2. ↑ Levi Julian, Hana (3. rujna 2012). "'40 Years of Black Hole Thermodynamics' in Jerusalem". http://www.israelnationalnews.com/News/News.aspx/159585#.UErd_yJipNs Pristupljeno 8. rujna 2012 
  3. ↑ Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Books. ISBN 0-553-38016-8 
  4. ↑ "Hawkingovo zračenje". Hrvatska enciklopedija. http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=24633 Pristupljeno 27. kolovoza 2017. 
  5. ↑ Srikanta, Patnaik (9. ožujka 2017.) (engl.). Recent Developments in Intelligent Nature-Inspired Computing. IGI Global. ISBN 9781522523239. https://books.google.com/books?id=zGxxDgAAQBAJ&pg=PA70&dq=Hawking+radiation+reduces+mass+and+energy+of+black+holes+and+is+also+known+as+black+hole+evaporation&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwifzqXC-o7VAhXlq1QKHa29Bi4Q6AEIJDAA#v=onepage&q=Hawking%20radiation%20reduces%20mass%20and%20energy%20of%20black%20holes%20and%20is%20also%20known%20as%20black%20hole%20evaporation&f=false 
  6. ↑ 6,0 6,1 Kumar, K. N. P.; Kiranagi, B. S.; Bagewadi, C. S. (2012). "Hawking Radiation – An Augmentation Attrition Model". Adv. Nat. Sci. 5 (2): 14–33. doi:10.3968/j.ans.1715787020120502.1817 
  7. ↑ Sen, D. (2014). "The uncertainty relations in quantum mechanics". Current Science 107 (2): 203–218. http://www.currentscience.ac.in/Volumes/107/02/0203.pdf 
Dobavljeno iz "https://enciklopedija.cc/index.php?title=Hawkingovo_zračenje&oldid=347812"