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 . To praktično znači da vakuum nije apsolutno prazan prostor bez čestica, jer uvijek mora postojati količina energije od barem 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
- ↑ Rose, Charlie. "A conversation with Dr. Stephen Hawking & Lucy Hawking". Inačica izvorne stranice arhivirana 29. ožujka 2013.. http://www.charlierose.com/guest/view/6294
- ↑ 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
- ↑ Hawking, Stephen (1988). A Brief History of Time. Bantam Books. ISBN 0-553-38016-8
- ↑ "Hawkingovo zračenje". Hrvatska enciklopedija. http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=24633 Pristupljeno 27. kolovoza 2017.
- ↑ Srikanta, Patnaik (9. ožujak 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
- ↑ 6,0 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
- ↑ 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