Από πού έρχεται το φως
Στη φυσική, το κενό δεν είναι πραγματικά κενό: ζεύγη σωματιδίων εμφανίζονται και εξαφανίζονται συνεχώς. Συνήθως αλληλοεξουδετερώνονται αμέσως και τίποτα δεν βγαίνει προς τα έξω.
Στο όριο μιας μαύρης τρύπας αυτή η ισορροπία διαταράσσεται. Το ένα σωματίδιο του ζεύγους μπορεί να πέσει στο εσωτερικό, ενώ το άλλο να παραμείνει έξω και να απομακρυνθεί. Από την εξωτερική πλευρά, αυτό μοιάζει με αμυδρή λάμψη του ίδιου του ορίου.
Η ενέργεια για το σωματίδιο που απομακρύνεται προέρχεται από την ίδια τη μαύρη τρύπα, γι’ αυτό και εκείνη χάνει σταδιακά μάζα. Η εικόνα αυτή είναι απλοποιημένη, αλλά αποδίδει την ουσία: η ακτινοβολία αφαιρεί ενέργεια από τη μαύρη τρύπα.
Πόσο αργά συμβαίνει
Η πρώτη κάρτα εξηγεί το βασικό. Όσο μεγαλύτερη είναι η μαύρη τρύπα, τόσο ψυχρότερη είναι· οι αστρικές και, ακόμη περισσότερο, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες είναι ψυχρότερες από το περιβάλλον διάστημα και γι’ αυτό απορροφούν περισσότερα απ’ όσα εκπέμπουν.
Θα μπορέσουν να εξατμιστούν μόνο στο μακρινό μέλλον, όταν το Σύμπαν θα έχει ψυχρανθεί περισσότερο από τις ίδιες. Οι μικρές μαύρες τρύπες θα εξατμίζονταν γρήγορα και έντονα, αλλά μέχρι τώρα δεν έχει εντοπιστεί καμία.
Από αυτή την πρόβλεψη προέκυψε ένα άλυτο ερώτημα για την τύχη της πληροφορίας. Αν μια μαύρη τρύπα εξατμίζεται, ενώ η ακτινοβολία που εκπέμπεται είναι ίδια ανεξάρτητα από το τι έπεσε μέσα της, τότε οι πληροφορίες για ό,τι έπεσε μέσα εξαφανίζονται, και αυτό η φυσική δεν το επιτρέπει. Η διαμάχη συνεχίζεται εδώ και μισό αιώνα.
Η πρόβλεψη ελέγχεται έμμεσα. Οι ερευνητές κατασκευάζουν εργαστηριακά συστήματα με παρόμοια μαθηματικά, όπως ροές ρευστών, ηχητικά κύματα και οπτικά μέσα, και παρατηρούν σε αυτά παρόμοια ακτινοβολία· δεν είναι το ίδιο φαινόμενο, αλλά στηρίζει τους υπολογισμούς.
Η σημασία του αποτελέσματος βρίσκεται αλλού. Ένωσε τρεις περιοχές που μέχρι τότε σχεδόν δεν αλληλεπικαλύπτονταν: τη βαρύτητα, την κβαντική φυσική και τη θερμοδυναμική, και μέχρι σήμερα θεωρείται ένα από τα βασικά στοιχεία που δείχνουν προς την ενοποίησή τους.
Διάβασε τη συνέχεια στην εφαρμογή Miqo
Ακόμη 1 λεπτό και στο τέλος ένα κουίζ. Θα το βρεις στο «Διάστημα → Μαύρες Τρύπες»
Στρέψε εδώ την κάμερα του κινητού για να ανοίξει το App Store ή το Google Play.
Πηγές
- Η θερμική ακτινοβολία του ορίζοντα μιας μαύρης τρύπας, που προβλέφθηκε το 1974, είναι αντιστρόφως ανάλογη της μάζας της· για μαύρες τρύπες αστρικής και υπερμεγέθους μάζας, η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Η ακτινοβολία δεν έχει παρατηρηθεί άμεσα· το παράδοξο της πληροφορίας που συνδέεται με αυτήν παραμένει άλυτο