Přeskočit na hlavní obsah

Hawkingovo záření

Hawkingovo záření je tepelné záření černých děr prvně teoreticky popsané britským fyzikem Stephenem Hawkingem.

V roce 1971 Stephen Hawking dokázal, že se celková plocha horizontu událostí jakékoli skupiny černých děr nikdy nezmenší. Toto tvrzení se příliš podobalo druhému termodynamickému zákonu, přičemž plocha hraje v tomto případě úlohu entropie. Proto Jacob Bekenstein navrhl, že entropie černé díry je skutečně úměrná ploše jejího horizontu událostí. V roce 1975 aplikoval teorii kvantového pole na zakřivený časoprostor okolo horizontu událostí a objevil, že černé díry můžou vyzařovat tepelné záření, známé jako Hawkingovo záření.

Z prvního zákona mechaniky černých děr vyplývá, že entropie černé díry se rovná čtvrtině plochy horizontu událostí. Tento všeobecný výsledek je aplikovatelný na kosmologické horizonty jako de Sitterův časoprostor. Později bylo navrženo, že černé díry jsou objekty s maximální entropií, což znamená, že maximální entropie oblasti vesmíru je entropie největší černé díry, která se do oblasti vejde. Toto vedlo k holografickému principu.

Hawkingovo záření vzniká hned za horizontem událostí a v současném pojetí (existují ale i opačné výsledky) nenese žádnou informaci o vnitřku černé díry, protože je tepelné. To však znamená, že černé díry nejsou úplně černé a důsledkem je pomalé vypařování hmoty černé díry. I když jsou tyto efekty zanedbatelné pro astronomické černé díry, jsou významné pro hypotetické miniaturní černé díry, kde dominují účinky kvantové mechaniky. V současnosti se předpokládá, že malé černé díry se rychle vypařují a nakonec můžou zmizet při výbuchu záření. Z tohoto důvodu má každá černá díra, která nemůže pohlcovat hmotu, konečnou délku života úměrnou třetí mocnině její hmotnosti.

21. června 2004 Stephen Hawking, v rozporu se svými předchozími zjištěními, prezentoval nový argument, že černé díry přece jen emitují informaci o tom, co pohlcují. Navrhl, že kvantové perturbace horizontu událostí by mohly dovolit uniknout informacím a ovlivnit vyvolané Hawkingovo záření. Tato teorie ještě nebyla prodiskutována ve vědecké komunitě, ale v případě, že bude přijata, je pravděpodobné, že vyřeší informační paradox černých děr. Mezitím oznámení o této nové teorii zaznamenalo nebývalou pozornost médií.

Komentáře

Populární příspěvky z tohoto blogu

Stephen Hawking

Stephen William Hawking (8. ledna 1942 Oxford – 14. března 2018 Cambridge) byl anglický teoretický fyzik, kosmolog a spisovatel. Na Univerzitě v Cambridgi působil jako ředitel výzkumu Centra teoretické kosmologie a mezi lety 1979–2009 držel pozici lukasiánského profesora matematiky. Jeho vědecká činnost zahrnovala spolupráci s Rogerem Penrosem na teorémech gravitačních singularit v rámci obecné relativity a teoretické předpovědi tepelného záření emitovaného černými dírami, známého pod názvem Hawkingovo záření. Jako první se zabýval kosmologickou teorií, která by vycházela ze sjednocení obecné teorie relativity a kvantové mechaniky. Patřil k výrazným příznivcům mnohasvětové interpretace kvantové mechaniky. V průběhu vědecké kariéry byl přijat do Královské společnosti, stal se doživotním členem Papežské akademie věd a obdržel nejvyšší americké civilní vyznamenání, Prezidentskou medaili svobody. V roce 2002 se umístil na 25. místě ankety 100 největších Britů, průzkumu sestaveného BBC. Vys

Obecná teorie relativity

Obecná teorie relativity (zkratkou OTR) je fyzikální teorie gravitace publikovaná Albertem Einsteinem v roce 1915, která je popisem gravitace užívaným v moderní fyzice. Obecná teorie relativity zobecňuje speciální relativitu a Newtonův gravitační zákon do jednotného popisu gravitace jako geometrické vlastnosti prostoru a času neboli prostoročasu. Především postuluje, že zakřivení prostoročasu přímo závisí na energii a hybnosti dané hmoty nebo záření. Závislost je vyjádřena Einsteinovými rovnicemi gravitačního pole, které jsou souborem parciálních diferenciálních rovnic druhého řádu Některé předpovědi obecné teorie relativity se významně liší od předpovědí klasické fyziky, zejména pokud jde o plynutí času, geometrii prostoru, pohyb těles při volném pádu a šíření světla. Mezi příklady těchto rozdílů patří gravitační dilatace času, gravitační čočkování, gravitační rudý posuv světla a gravitační časové zpoždění. Všechny doposud provedené pokusy a pozorování předpovědi obecné teorie relativ