Hokingo spinduliavimas

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Peršokti į: navigaciją, paiešką

Hokingo spinduliavimas (angl. Hawking radiation) – 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[taisyti | redaguoti kodą]

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 intensyvumas[taisyti | redaguoti kodą]

Apskaičiuota, jog Saulės masės juodoji bedugnė sugertų daugiau foninio spinduliavimo, nei skleistų pati. Mėnulio dydžio juodoji bedugnė dabartinėje Visatoje skleistų maždaug tiek pat spinduliavimo, kiek ir sugeria. Dar mažesnės bedugnės skleistų daugiau spinduliavimo nei sugeria, tokiu būdu prarasdamos masę (taigi toliau mažėdamos).

Spinduliavimo procesas[taisyti | redaguoti kodą]

Juodoji bedugnė spinduliuoja šiluminį spinduliavimą, kurio temperatūra (Planko vienetais) lygi

T_H = \frac{\kappa}{2 \pi},

kur G, c, \hbar ir k prilyginami 1, o \kappa lygus paviršiniam pagreičiui prie įvykių horizonto. Švarcšildo spindulio juodosios bedugnės spinduliavimas lygus absoliučiai juodo kūno spinduliavimui ir užrašomas formule

T={\hbar\,c^3\over8\pi G M k}

kur \hbar yra mažoji Planko konstanta, c šviesos greitis, k Bolcmano konstanta, G gravitacijos konstanta, o M juodosios bedugnės masė.