Hokingo spinduliavimas

Hokingo spinduliavimas () – šiluminis spinduliavimas, kurį turėtų skleisti juodosios bedugnės dėl kvantinių efektų. Pavadintas britų fiziko Stiveno Hokingo (Stephen Hawking) garbei, kuris pirmasis teoriškai pagrindė tokio spinduliavimo egzistavimą 1974 m.

 Bendras supratimas 
Juodoji bedugnė – erdvės sritis, kurioje gravitacinė jėga tokia stipri, kad net šviesa negali ištrūkti iš jos traukos lauko. Seniau buvo manoma, kad juodoji bedugnė nespinduliuoja jokių dalelių arba elektromagnetinių bangų. Tačiau S. Hokingas remdamasis kvantine lauko teorija iškreivintoje erdvėje įrodė, kad tokių objektų spinduliavimas tapatus šiluminei spinduliuotei.

Šis spinduliavimas pagrįstas teorija, jog vakuume trumpą laiką gali savaime susidaryti ir tuojau pat išnykti dalelės ir jos antidalelės pora. Jei tai įvyksta ties juodosios bedugnės riba, viena dalelių gali nukristi į bedugnę, o antroji – išlėkti į atvirą kosmosą, sukurdama spinduliavimą. Taigi procesas vyksta ne pačioje juodojoje bedugnėje, o ties jos paviršiumi.

 Spinduliavimo procesas 
Juodoji bedugnė spinduliuoja šiluminį spinduliavimą, kurio temperatūra (Planko vienetais) lygi
 ,
kur G, c,  ir k prilyginami 1, o  lygus paviršiniam pagreičiui prie įvykių horizonto.
Švarcšildo spindulio juodosios bedugnės spinduliavimas lygus absoliučiai juodo kūno spinduliavimui ir užrašomas formule

kur  yra mažoji Planko konstanta,  šviesos greitis,  Bolcmano konstanta,  gravitacijos konstanta,  juodosios bedugnės masė, o  - Saulės masė.

Negaudama papildomos masės (energijos) juodoji bedugnė „išgaruotų“ per

 metų.

Reikia pažymėti, kad šilumos mainai visada vyksta perduodant ją iš karštesnio į šaltesnį kūną. Taigi, šiame Visatos evoliucijos etape juodųjų bedugnių „garavimas“ nevyksta – reliktinio spinduliavimo temperatūra (~2,725 K) yra gerokai aukštesnė net už milijoną kartų lengvesnės nei Saulė juodosios bedugnės temperatūrą. Mėnulio masės juodoji bedugnė dabartinėje Visatoje spinduliuotų maždaug tiek pat, kiek ir sugeria. Dar mažesnės bedugnės skleistų daugiau spinduliavimo nei sugeria, tokiu būdu prarasdamos masę (taigi toliau mažėdamos).

Kategorija:Kvantinė lauko teorija
Kategorija:Juodosios skylės