ブラックホールとホーキング放射

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Bekenstein-Hawking 放射とも呼ばれる Hawking 放射は、英国の物理学者による理論的予測です。 スティーブン・ホーキング これは、に関連する熱特性を説明しています ブラックホール .

通常、ブラック ホールは、強力な重力場の結果として、周囲の領域にあるすべての物質とエネルギーを引き込むと考えられています。しかし、1972 年にイスラエルの物理学者 Jacob Bekenstein は、ブラック ホールは明確に定義された エントロピ 、そしてエネルギーの放出を含むブラックホールの熱力学の開発を開始し、1974年にホーキングはどのように ブラックホール 放出することができた 黒体放射 .

ホーキング放射は、重力が他の形態のエネルギーにどのように関係するかについての洞察を提供した最初の理論的予測の 1 つであり、これはあらゆる理論の必要な部分です。 量子重力 .

ホーキング放射理論の説明

説明の単純化されたバージョンでは、ホーキングは、真空からのエネルギー変動が、ブラック ホールのイベント ホライズンの近くで仮想粒子の粒子-反粒子ペアの生成を引き起こすと予測しました。粒子の 1 つはブラック ホールに落ち、もう 1 つは互いに消滅する前に脱出します。最終的な結果として、ブラック ホールを見ている人には、粒子が放出されたように見えます。

放出される粒子は正のエネルギーを持っているため、ブラック ホールに吸収される粒子は外宇宙に対して負のエネルギーを持っています。これにより、ブラック ホールはエネルギーを失い、質量も失われます (なぜなら、 と = ＭＣ ²）。

より小さな原始ブラック ホールは、実際には吸収するよりも多くのエネルギーを放出する可能性があり、その結果、正味の質量が失われます。 より大きなブラックホール 1 つの太陽質量のようなものは、ホーキング放射を介して放出するよりも多くの宇宙放射線を吸収します。

ブラックホール放射に関する論争とその他の理論

ホーキング放射は一般的に科学界に受け入れられていますが、それに関してはまだいくつかの論争があります。

最終的に情報が失われるという懸念があり、情報を作成したり破壊したりできないという信念に疑問を投げかけています。あるいは、ブラックホール自体が存在すると実際に信じていない人は、ブラックホールが粒子を吸収することを受け入れるのも同様に気が進まない.

さらに、物理学者は、重力地平線近くの量子粒子が特異な挙動を示し、観測座標と観測座標との間の時空微分に基づいて観測または計算できないという理由で、trans-Planckian 問題として知られるようになったホーキングの元の計算に異議を唱えました。観察されています。

量子物理学のほとんどの要素と同様に、ホーキング放射理論に関連する観察可能でテスト可能な実験を実施することはほとんど不可能です。さらに、この効果は、現代科学の実験的に達成可能な条件下で観察するには小さすぎるため、そのような実験の結果は、この理論を証明するにはまだ決定的ではありません.