Radiația Hawking descrie particule ipotetice formate de granița unei găuri negre. Această radiație implică faptul că găurile negre au temperaturi care sunt invers proporționale cu masa lor.

Dispunând altfel, cu cât o gaură neagră este mai mică, cu atât mai fierbinte ar trebui să strălucească.

Deși nu a fost niciodată observată direct, radiația Hawking este o predicție susținută de modelele combinate ale relativității generale și ale mecanicii cuantice. Ea poartă numele eminentului fizician Stephen Hawking, care, în 1974, a publicat o lucrare intitulată „Explozii ale găurilor negre?”, argumentând pentru existența lor.

Dacă se dovedește a fi reală, radiația Hawking ar însemna că găurile negre pot emite energie și, prin urmare, se pot micșora în dimensiune, cele mai mici dintre aceste obiecte nebănuit de dense explodând rapid într-un suflu de căldură (iar cele mai mari evaporându-se încet, de-a lungul a trilioane de ani, într-o briză rece).

De ce ar trebui să strălucească găurile negre?

Când materia intră într-o gaură neagră, ea este efectiv închisă departe de restul Universului. Acest lucru elimină, de asemenea, o măsură de dezordine; o caracteristică pe care fizicienii o numesc entropie.

Din moment ce această îndepărtare a materiei lasă Universul mai puțin dezordonat, s-a crezut că încalcă a doua lege a termodinamicii.

Un student la fizică de la Princeston din SUA, pe nume Jacob Bekenstein, a arătat că limita care înconjoară spațiul cel mai afectat de gravitația nebună a unei găuri negre – o „suprafață” numită orizontul evenimentului – ar trebui să crească în suprafață ori de câte ori materia cade înăuntru.

El a arătat cum această suprafață reprezintă măsura entropiei care altfel s-ar pierde, o sugestie care ar trebui să rezolve paradoxul.

Hawking nu era atât de sigur. Entropia este un alt mod de a descrie energia termică, care în mod necesar emite radiații. Dacă un orizont al evenimentelor are entropie, ar trebui să strălucească într-un fel, ceea ce înseamnă că găurile negre nu ar fi atât de negre până la urmă.

În eforturile sale de a infirma sugestia aparent absurdă a lui Bekenstein, Hawking a discutat-o cu alți fizicieni și a încercat să demonstreze cu ajutorul modelelor matematice că nu este posibilă.

În schimb, el a descoperit că găurile negre chiar par să strălucească de lumină rece.

Cum produc găurile negre radiația Hawking?

Procesul fizic din spatele emisiei de particule din apropierea orizontului de evenimente al unei găuri negre este destul de complex, bazându-se pe o înțelegere solidă a matematicii teoriei cuantice a câmpurilor.

Este descris în mod obișnuit ca fiind rezultatul separării de către gravitație a două particule gemene „virtuale” care apar în mod natural din vid. În mod normal, acestea s-ar recombina și s-ar anula, dar în acest caz, separarea lasă o jumătate din fiecare pereche să scape sub formă de radiație reală.

De fapt, propria explicație populară a lui Hawking privind matematica descrie particule virtuale trecătoare afectate de gravitația extremă, cu o jumătate din pereche eliminând masa din gaura neagră datorită gravitației extreme care oferă particulei energie negativă.

Alți fizicieni sunt de părere că această descriere „localizată” a particulelor care se despart pe o linie imaginară este puțin înșelătoare.

În timp ce am avea nevoie de o teorie completă a rolului gravitației în mecanica cuantică pentru a cartografia această interacțiune în mod corespunzător, concluziile lui Hawking arată cum spațiul curbat poate perturba amestecul de proprietăți cuantice în câmpurile din apropierea unui orizont al evenimentelor, până la punctul în care găurile negre „împrăștie” unele caracteristici, lăsându-le pe altele intacte. Aceste proprietăți intacte sunt cele care se aseamănă cu anumite temperaturi de radiație și pot face ca o gaură neagră să se micșoreze.

.