كل شيء في الكون معرض لخطر التبخر – نظرية هوكينغ للإشعاع لا تقتصر على الثقوب السوداء

تظهر الأبحاث أن ستيفن هوكينغ كان محقًا في الغالب بشأن الثقوب السوداء التي تبخرت بواسطة إشعاع هوكينغ. ومع ذلك ، تسلط الدراسة الضوء على أن هذا الإشعاع ليس بالضرورة أن يكون له أفق حدث ، وأن الجاذبية وانحناء الزمكان يلعبان أدوارًا مهمة. تشير النتائج إلى أن جميع الأجسام الضخمة ، وليس الثقوب السوداء فقط ، قد تتبخر في النهاية بسبب عملية إشعاعية مماثلة.

يُظهر بحث نظري جديد أجراه مايكل فوندراك ، ووالتر فان سويليكوم ، وهاينو فالك من جامعة رادبود ، أن ستيفن هوكينغ كان ، إن لم يكن تمامًا ، محقًا بشأن الثقوب السوداء. بسبب إشعاع هوكينغ ، تتبخر الثقوب السوداء في النهاية ، لكن أفق الحدث ليس مهمًا كما كان يعتقد. تسبب الجاذبية وانحناء الزمكان أيضًا هذا الإشعاع. هذا يعني أن كل المادة الضخمة في الكون ، مثل بقايا النجوم ، ستتبخر في النهاية.

باستخدام مزيج ذكي من فيزياء الكم ونظرية أينشتاين في الجاذبية ، جادل ستيفن هوكينج بأن الخلق العفوي وإبادة أزواج من الجسيمات يجب أن يحدث بالقرب من أفق الحدث (حيث لا يمكنهم الهروب من الجاذبية بعده).[{” attribute=””>black hole). A particle and its anti-particle are created very briefly from the quantum field, after which they immediately annihilate. But sometimes a particle falls into the black hole, and then the other particle can escape: Hawking radiation. According to Hawking, this would eventually result in the evaporation of black holes.

Schematic of the presented gravitational particle production mechanism in a Schwarzschild spacetime. The particle production event rate is highest at small distances, whereas the escape probability [represented by the increasing escape cone (white)] على مسافات كبيرة عالية جدا. الائتمان: خطابات المراجعة المادية

يلف

في هذه الدراسة الجديدة ، أعاد باحثو جامعة رادبود النظر في هذه العملية وبحثوا ما إذا كان وجود أفق الحدث مهمًا أم لا. لقد قاموا بدمج تقنيات من الفيزياء وعلم الفلك والرياضيات لاستكشاف ما يحدث عندما تتشكل مثل هذه الأزواج من الجسيمات في أحياء الثقوب السوداء. تظهر الدراسة أنه يمكن أيضًا إنشاء جسيمات جديدة وراء هذا الأفق. مايكل فوندراك: “نثبت أنه بالإضافة إلى إشعاع هوكينغ المعروف ، هناك أيضًا إشعاع جديد”.

كل شيء يتبخر

Van Suijlekom: “نظهر أن انحناء الزمكان وراء الثقب الأسود يلعب دورًا كبيرًا في توليد الإشعاع. الجسيمات مفصولة بالفعل عن طريق قوى المد والجزر في مجال الجاذبية. بينما كان يُعتقد سابقًا أن الإشعاع لم يكن ممكنًا بدون أفق الحدث ، تظهر هذه الدراسة أن هذا الأفق ليس ضروريًا.

فالك: “أي أن الأجسام التي ليس لها أفق حدث ، مثل بقايا النجوم الميتة والأجسام الكبيرة الأخرى في الكون ، لديها أيضًا هذا النوع من الإشعاع. وبعد وقت طويل جدًا ، كل شيء في الكون سوف يتبخر في النهاية ، مثل الثقوب السوداء. هذا لا يغير فهمنا لإشعاع هوكينج فحسب ، بل يغير أيضًا نظرتنا للكون ومستقبله.

تم نشر الدراسة في 2 يونيو DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.221502