Hawking-Strahlung, manchmal auch Bekenstein-Hawking-Strahlung genannt, ist eine theoretische Vorhersage des britischen Physikers Stephen Hawking das erklärt die thermischen Eigenschaften in Bezug auf Schwarze Löcher.
Normalerweise wird angenommen, dass ein Schwarzes Loch aufgrund der intensiven Gravitationsfelder alle Materie und Energie in der umgebenden Region hineinzieht. 1972 schlug der israelische Physiker Jacob Bekenstein jedoch vor, dass Schwarze Löcher genau definiert sein sollten Entropieund initiierte die Entwicklung der Thermodynamik von Schwarzen Löchern, einschließlich der Emission von Energie, und 1974 erarbeitete Hawking das genaue theoretische Modell dafür, wie a schwarzes Loch könnte emittieren Schwarzkörperstrahlung.
Hawking-Strahlung war eine der ersten theoretischen Vorhersagen, die Aufschluss darüber gab, wie sich die Schwerkraft auf andere Energieformen auswirken kann, was ein notwendiger Bestandteil jeder Theorie von ist Quantengravitation.
Die Hawking-Strahlungstheorie erklärt
In einer vereinfachten Version der Erklärung sagte Hawking voraus, dass die Energie aus dem Vakuum schwankt verursachen die Erzeugung von Teilchen-Antiteilchen-Paaren virtueller Teilchen nahe dem Ereignishorizont des Schwarzen Loch. Eines der Partikel fällt in das Schwarze Loch, während das andere entweicht, bevor sie die Möglichkeit haben, sich gegenseitig zu vernichten. Das Nettoergebnis ist, dass für jemanden, der das Schwarze Loch betrachtet, der Eindruck entsteht, dass ein Partikel emittiert wurde.
Da das emittierte Teilchen positive Energie hat, hat das Teilchen, das vom Schwarzen Loch absorbiert wird, eine negative Energie relativ zum äußeren Universum. Dies führt dazu, dass das Schwarze Loch Energie und damit Masse verliert (weil E. = mc2).
Kleinere ursprüngliche Schwarze Löcher können tatsächlich mehr Energie abgeben als sie absorbieren, was dazu führt, dass sie Nettomasse verlieren. Größere schwarze LöcherB. solche, die eine Sonnenmasse sind, absorbieren mehr kosmische Strahlung als sie durch Hawking-Strahlung emittieren.
Kontroversen und andere Theorien zur Schwarzlochstrahlung
Obwohl Hawking-Strahlung von der wissenschaftlichen Gemeinschaft allgemein akzeptiert wird, gibt es immer noch einige Kontroversen, die damit verbunden sind.
Es gibt einige Bedenken, dass dies letztendlich zum Verlust von Informationen führt, was die Überzeugung in Frage stellt, dass Informationen nicht erstellt oder zerstört werden können. Alternativ zögern diejenigen, die nicht wirklich glauben, dass es selbst Schwarze Löcher gibt, zu akzeptieren, dass sie Partikel absorbieren.
Darüber hinaus stellten die Physiker Hawkings ursprüngliche Berechnungen in Bezug auf das sogenannte trans-Plancksche Problem in Frage, da sich Quantenteilchen in der Nähe des Der Gravitationshorizont verhält sich eigenartig und kann nicht aufgrund der Raum-Zeit-Differenzierung zwischen den Beobachtungskoordinaten und dem, was ist, beobachtet oder berechnet werden beobachtet werden.
Wie die meisten Elemente der Quantenphysik sind beobachtbare und überprüfbare Experimente in Bezug auf die Hawking-Strahlungstheorie fast unmöglich durchzuführen. Darüber hinaus ist dieser Effekt zu gering, um unter experimentell erreichbaren Bedingungen der modernen Wissenschaft beobachtet zu werden, so dass die Ergebnisse solcher Experimente immer noch nicht schlüssig sind, um diese Theorie zu beweisen.