Hawking-säteily, jota joskus kutsutaan myös Bekenstein-Hawking-säteilyksi, on brittiläisen fyysikon teoreettinen ennuste Stephen Hawking joka selittää mustat aukot.
Tavallisesti mustan aukon katsotaan vetävän siihen kaiken ympäröivän alueen aineen ja energian voimakkaiden gravitaatiokenttien seurauksena; Israelin fyysikko Jacob Bekenstein ehdotti kuitenkin vuonna 1972, että mustien reikien tulisi olla selkeästi määriteltyjä haje, ja aloitti mustan aukon termodynamiikan kehittämisen, mukaan lukien energian päästöt, ja vuonna 1974 Hawking laati tarkan teoreettisen mallin kuinka musta aukko voisi päästää mustan kehon säteily.
Hawking-säteily oli yksi ensimmäisistä teoreettisista ennusteista, jotka antoivat kuvan siitä, kuinka painovoima voi suhtautua muihin energian muotoihin, mikä on välttämätön osa mitä tahansa teoriaa kvanttipaino.
Hawkingin säteilyteoria selitettiin
Selityksen yksinkertaistetussa versiossa Hawking ennusti, että energian vaihtelut tyhjiöstä aiheuttavat partikkeleiden ja hiukkasten välisten parien muodostumisen virtuaalihiukkasista lähellä mustan tapahtumahorisonttia reikä. Yksi hiukkasista putoaa mustaan reikään, kun taas toinen pakenee, ennen kuin heillä on mahdollisuus tuhota toisiaan. Lopputulos on, että mustan aukon katselevalle henkilölle näyttää siltä, että hiukkanen oli päästetty.
Koska päästetyssä hiukkasessa on positiivista energiaa, mustalla aukolla absorboituneella hiukkasella on negatiivinen energia suhteessa ulkopuoliseen maailmankaikkeuteen. Tämä johtaa siihen, että musta aukko menettää energiaa ja siten massaa (koska E = mc2).
Pienet ensisijaiset mustat aukot voivat tosiasiassa emittoida enemmän energiaa kuin ne absorboivat, mikä johtaa niiden nettomassan menettämiseen. Suuremmat mustat aukot, kuten ne, jotka ovat yksi aurinkomassa, absorboivat enemmän kosmista säteilyä kuin ne lähettävät Hawkingin säteilyn kautta.
Kiistat ja muut teoriat mustan reiän säteilystä
Vaikka tiedeyhteisö on yleisesti hyväksynyt Hawkingin säteilyn, siihen liittyy edelleen erimielisyyksiä.
Joitakin huolenaiheita on, että se johtaa lopulta tiedon menetykseen, mikä kyseenalaistaa uskomuksen, että tietoa ei voida luoda tai tuhota. Vaihtoehtoisesti ne, jotka eivät todellakaan usko mustien reikien olemassaoloon, ovat myös haluttomia hyväksymään, että ne imevät hiukkasia.
Lisäksi fyysikot haastoivat Hawkingin alkuperäiset laskelmat niin sanotusta Trans-Planckian ongelmaksi sillä perusteella, että kvanttihiukkaset lähellä painovoimahorisontti käyttäytyy erikoisesti, eikä sitä voida havaita tai laskea perustuen avaruus-ajan erotteluun havainnon koordinaattien ja sen välillä, joka on havaitaan.
Kuten useimmat kvanttifysiikan elementit, myös Hawkingin säteilyteoriaan liittyviä havaittavissa olevia ja testattavia kokeita on lähes mahdotonta suorittaa; Lisäksi tämä vaikutus on liian pieni havaittavissa nykyajan tieteen kokeellisesti saavutettavissa olosuhteissa, joten tällaisten kokeiden tulokset eivät ole vielä vakuuttavia tämän teorian todistamiseksi.