Как работает излучение Хокинга
Квантовый вакуум не пуст — он постоянно создает пары виртуальных частиц и античастиц, которые почти мгновенно аннигилируют. Вблизи горизонта событий черной дыры одна из пары может упасть внутрь, в то время как другая ускользает. Для удаленного наблюдателя ускользающая частица выглядит как тепловое излучение, испускаемое черной дырой. Энергия берется из массы черной дыры — поэтому черная дыра теряет массу и в конечном итоге испаряется.
Температура черной дыры
Hawking показал, что черная дыра испускает излучение как идеальное абсолютно черное тело при температуре T = ħc³/(8πGMk_B), где M — масса черной дыры. Температура черных дыр звездной массы намного ниже фонового космического микроволнового излучения, и они испаряются за время, значительно превышающее возраст Вселенной. Только первичные микрочерные дыры могли бы испариться за наблюдаемые промежутки времени.
Информационный парадокс
Излучение Хокинга породило информационный парадокс черных дыр: если черная дыра образуется из структурированного квантового состояния и испаряется в тепловое излучение, куда делась информация? Квантовая механика запрещает уничтожение информации. Этот парадокс занимал теоретиков на протяжении 40 лет. Большинство современных ученых полагают, что информация сохраняется, будучи закодированной в тонких корреляциях излучения Хокинга, но доказательство остается неполным.
Двадцать вопросов, восемь минут на часах и процентиль, измеренный по всем, кто его проходил. Без регистрации.
Пройти тест IQ →Часто задаваемые вопросы
Что такое излучение Хокинга?
Излучение Хокинга — это тепловое излучение, которое, согласно прогнозам, испускается черными дырами из-за квантовых эффектов вблизи горизонта событий. Оно возникает при разделении пар виртуальных частиц и античастиц вблизи горизонта, при этом одна частица ускользает в виде излучения. Это заставляет черные дыры терять массу и в конечном итоге испаряться.
Было ли обнаружено излучение Хокинга?
Нет. Температура излучения Хокинга от любой известной астрофизической черной дыры гораздо ниже температуры реликтового излучения, что делает его необнаружимым при нынешних технологиях. Для его обнаружения потребовались бы либо первичные микрочерные дыры, либо лабораторные аналоги.
Что такое информационный парадокс черной дыры?
Если черная дыра образуется из определенного квантового состояния и испаряется в лишенное характеристик тепловое излучение, исходная информация кажется уничтоженной, что нарушает квантово-механическую унитарность. Большинство теоретиков сейчас полагают, что информация сохраняется в тонких корреляциях излучения Хокинга, но полное доказательство («кривая Пейджа») остается активной областью исследований.