Hawkingstråling er den strøm af partikler eller antipartikler, som udsendes fra sorte huller. Den britiske fysiker Stephen Hawking viste i 1974, at stof kan undslippe sorte huller på trods af den gravitationelle tiltrækning, nemlig ved den kvantemekaniske tunneleffekt.

Sorte huller kan dannes ved et big bang, eller når et tungt himmellegeme, fx en stjerne eller den centrale del af en galakse, trækker sig sammen på grund af gravitation. Et sort hul har så stor en masse i forhold til sin udstrækning, at intet — end ikke lys — kan undslippe det ifølge den klassiske mekanik. Hawkings opdagelse af kvantemekanisk udstråling fra et sort hul kom derfor som en stor overraskelse.

Når Hawkingstråling alligevel kan udsendes, skyldes det, at der kan vindes energi ved, at det sorte hul gradvis henfalder til par af partikler og antipartikler, hvoraf den ene udsendes. Dette kan forstås kvantemekanisk ud fra begrebet virtuelle partikler, der hele tiden skabes og forsvinder selv i hvad klassisk må betragtes som tomt vakuum. Når et sådant virtuelt par kortvarigt opstår ved et sort huls begivenhedshorisont, kan den ene falde ind bag begivenhedshorisonten mens den anden undslipper. Da den samlede energi af det virtuelle par er nul, betyder det, at det sorte hul mister energi under denne proces. Langsomt vil et sort hul altså miste energi, og dermed masse, under udsendelse af Hawkingstråling såfremt denne stråling kan undslippe.

Jo mindre masse det sorte hul har, jo hurtigere sker processen. Dette beskrives ved, at man indfører Hawkingtemperaturen, som er omvendt proportional med massen af det sorte hul. Denne Hawkingtemperatur af et sort hul skal forstås bogstaveligt i termodynamisk forstand, idet Hawkingstrålingen netop er identisk med den såkaldte hulrumstråling, alle varme legemer udsender. Hawkingstråling indebærer, at sorte huller kun kan forekomme, hvis de har en masse, som er mindst 1 mia. tons, svarende til en udstrækning som en atomkerne.

Sorte huller med mindre masse vil dog stadig kunne dannes (fx ved Big Bang), men de vil henfalde ved Hawkingstråling, idet deres temperatur er højere end temperaturen af Universets mikrobølge-baggrundsstråling. For makroskopiske sorte huller med masser som f.eks. solen (eller tungere) spiller Hawkingstråling ingen rolle i astrofysisk betydning, men som fundamentalt fænomen er den uhyre vigtig, og første eksempel på de overraskelser der kan vente når den klassiske teori for generel relativitetsteori kombineres med kvantemekanik.

Læs mere i Den Store Danske

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig