Mistä valo tulee
Tyhjä avaruus ei fysiikassa ole tyhjä: siinä syntyy ja katoaa jatkuvasti hiukkaspareja. Yleensä ne tuhoavat toisensa heti, joten mitään ei pääse ulos.
Mustan aukon rajalla tämä tasapaino rikkoutuu. Toinen hiukkasparin hiukkasista voi pudota sisään, kun taas toinen jää ulkopuolelle ja lentää pois. Ulkopuolelta katsottuna tämä näyttää siltä, että itse raja hohtaa himmeästi.
Pois lentävän hiukkasen energia tulee itse mustasta aukosta, joten aukko menettää vähitellen massaansa. Kuvaus on yksinkertaistettu, mutta se välittää olennaisen: säteily vie mustalta aukolta energiaa.
Kuinka hidasta se on
Ensimmäinen ruutu kertoo olennaisen. Mitä suurempi aukko, sitä kylmempi se on; tähtimassaiset ja etenkin supermassiiviset mustat aukot ovat ympäröivää avaruutta kylmempiä, joten ne imevät enemmän kuin säteilevät.
Ne voivat haihtua vasta kaukaisessa tulevaisuudessa, kun maailmankaikkeus on jäähtynyt niitä kylmemmäksi. Pienet aukot haihtuisivat nopeasti ja kirkkaasti, mutta sellaisia ei ole toistaiseksi havaittu.
Tästä ennusteesta syntyi ratkaisematon kysymys informaation kohtalosta. Jos musta aukko haihtuu ja siitä tuleva säteily on samanlaista riippumatta siitä, mitä aukkoon putosi, putoamiseen liittyvät tiedot katoavat, vaikka fysiikka ei salli sitä. Kiista on jatkunut puoli vuosisataa.
Ennustetta testataan epäsuorasti. Tutkijat rakentavat laboratoriojärjestelmiä, joiden matematiikka on samankaltaista, esimerkiksi nestevirtauksia, ääniaaltoja ja optisia väliaineita, ja havaitsevat niissä samanlaista säteilyä; kyse ei ole samasta ilmiöstä, mutta se tukee laskelmia.
Tulos on merkittävä toisesta syystä. Se yhdisti kolme alaa, jotka olivat aiemmin tuskin tekemisissä keskenään: gravitaation, kvanttifysiikan ja termodynamiikan, ja sitä pidetään yhä yhtenä tärkeimmistä vihjeistä niiden yhdistämiseen.
Lue loppuun Miqo-sovelluksessa
Vielä 1 minuutti, ja lopussa tietovisa. Artikkeli löytyy kohdasta ”Avaruus → Mustat aukot”
Osoita koodia puhelimen kameralla, niin App Store tai Google Play avautuu.
Lähteet
- Vuonna 1974 ennustettu mustan aukon horisontin lämpösäteily on kääntäen verrannollinen sen massaan
- tähtimassaisten ja supermassiivisten mustien aukkojen lämpötila on kosmista taustasäteilyä alhaisempi. Säteilyä ei ole havaittu suoraan, ja siihen liittyvä informaatioparadoksi on yhä ratkaisematta