Излучение Хокинга

Излучение Хокинга

Излуче́ние Хо́кинга — гипотетический процесс испускания разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов, чёрной дырой. Предсказан теоретически Стивеном Хокингом в 1974 году. [1] Работе Хокинга предшествовал его визит в Москву в 1973 году, где он встречался с советскими учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским. Они продемонстрировали Хокингу, что в соответствии с принципом неопределенности квантовой механики вращающиеся чёрные дыры должны порождать и излучать частицы. [2]

Излучение Хокинга простыми словами можно объяснить следующим образом: это квантовый процесс теплового излучения, спонтанно испускаемого черными дырами. Когда он происходит, масса черных дыр и их энергия вращения постепенно уменьшаются. В результате они могут полностью исчезнуть. Поэтому эту теорию иногда называют испарением черных дыр.

Квантов-механическая теория утверждает, что частицы и античастицы непрерывно возникают во Вселенной и исчезают из нее.

Пары, состоящие из частицы и античастицы, появляются рядом с горизонтом событий черной дыры и могут быстро уничтожить друг друга. Но один из объектов может попасть в черную дыру до момента его уничтожения. Тогда другая частица ускользнет под действием излучения Хокинга.

Из этого выходит, что излучение – результат того, что виртуальные частицы поднимаются под действием гравитационного притяжения черной дыры и становятся настоящими частицами.

Информационный парадокс

Стивен Хокинг обнаружил, что ключевое различие между излучением, которое испускает черное тело, и тем, что испускает черная дыра, заключается в том, что первое явление не является статистическим по своей сути.

В отличие от излучения черного тела процесс, обнаруженный Хокингом, не несет информацию о теле источника и зависит только от углового момента, массы и заряда черной дыры.

Читать еще:  Что такое космический микроволновый фон?

Симулированный вид черной дыры (в центре) перед Большим Магеллановым Облаком. Обратите внимание на эффект гравитационного линзирования, который создает два увеличенных, но сильно искаженных вида Облака. Наверху диск Млечного Пути кажется искаженным в дугу.
Изображение с сайта ru.wikipedia.org

4glaza.ru
Август 2020

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.

  • Телескоп Levenhuk Skyline Travel 80

9 990 руб.

Смотрите также

Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:

Обзоры оптической техники и аксессуаров:

Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:

Все об основах астрономии и «космических» объектах:

О вакууме и виртуальных частицах

В понимании квантовой теории поля вакуум – это вовсе не пустота, а особая среда (точнее, состояние материи), то есть поле, все квантовые параметры которого равны нулю. Энергия такого поля минимальна, однако не следует забывать о принципе неопределенности. В полном соответствии с ним вакуум проявляет спонтанную флуктуационную активность. Выражается она в энергетических колебаниях, что отнюдь не нарушает закона сохранения.

Чем выше пик энергетической флуктуации вакуума, тем короче ее длительность. Если подобное колебание будет иметь энергию 2mc 2 , достаточную для рождения пары частиц, они возникнут, но немедленно аннигилируют, не успев разлететься. Тем самым они погасят флуктуацию. Такие виртуальные частицы рождаются за счет энергии вакуума и возвращают ему эту энергию при своей гибели. Их существование подтверждено экспериментально, например, при регистрации знаменитого эффекта Казимира, демонстрирующего давление газа виртуальных частиц на макрообъект.

Читать еще:  Ученые, возможно, обнаружили совершенно новый класс черных дыр

Для понимания излучения Хокинга важно, что частицы в подобном процессе (будь то электроны с позитронами или фотоны) рождаются обязательно парами, а их суммарный импульс равен нулю.

Вооружившись флуктуациями вакуума в форме виртуальных пар, мы приблизимся к границе черной дыры и посмотрим, что же там происходит.

Пока не видим

К настоящему моменту нет никаких доказательств правильности теории Хокинга относительно предложенного им вида излучения. Причиной этого является, главным образом, тот факт, что те черные дыры, которые нам известны, характерны наличием в их окрестностях мощных аккреционных событий. Электромагнитные излучения от этих событий делают их самыми мощными излучающими объектами во Вселенной. И они просто затмевают довольно слабое на их фоне излучение Хокинга. Ситуация может измениться, когда ученые научатся находить черные дыры, которые не имеют на своих границах мощных явлений.

Есть и другие вопросы, касающиеся излучения Хокинга, на которые еще предстоит ответить. Например, почему в предложенной модели частица материи всегда излучаются в космос, а частица антивещества поглощаются черной дырой? Ответ на этот вопрос может также со временем дать ответ на одну давнюю неразрешенную тайну астрофизики – почему во Вселенной существует очевидный дисбаланс между материей и антиматерией?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему: