Evrendeki her şey buharlaşmaya mahkumdur – Hawking’in radyasyon teorisi kara deliklerle sınırlı değildir.

Araştırmacılardan oluşan bir ekip, Stephen Hawking’in kara deliklerin Hawking radyasyonuyla buharlaştığına ilişkin tahminini, önemli bir değişiklik yapmalarına rağmen doğruladı. Araştırmalarına göre, olay ufku (hiçbir şeyin bir kara deliğin yerçekiminden kaçamayacağı sınır), daha önce Hawking radyasyonunun üretilmesinde düşünülen kadar önemli değil. Yerçekimi ve uzay-zamanın eğriliği bu süreçte önemli bir rol oynar. Bu içgörü, Hawking radyasyonunun menzilini evrendeki tüm büyük nesnelere kadar genişletiyor, bu da yeterince uzun bir süre boyunca evrendeki her şeyin buharlaşabileceği anlamına geliyor.

Araştırmalar, Stephen Hawking’in, Hawking radyasyonuyla buharlaşan kara delikler konusunda çoğunlukla haklı olduğunu gösteriyor. Ancak çalışma, bu radyasyon için bir olay ufkunun şart olmadığını ve yerçekimi ile uzay-zamanın eğriliğinin önemli rol oynadığını vurguluyor. Sonuçlar, yalnızca kara deliklerin değil, tüm büyük nesnelerin benzer bir radyasyon süreci nedeniyle sonunda buharlaşabileceğini gösteriyor.

Radboud Üniversitesi’nden Michael Wondrak, Walter van Swijelkom ve Heino Falk tarafından yapılan yeni teorik araştırma, Stephen Hawking’in kara delikler konusunda tamamen olmasa da haklı olduğunu gösteriyor. Hawking radyasyonu nedeniyle kara delikler sonunda buharlaşacak, ancak olay ufku sanıldığı kadar kritik değil. Yerçekimi ve uzay-zamanın eğriliği de bu radyasyona neden olur. Bu, yıldız kalıntıları gibi evrendeki tüm büyük nesnelerin sonunda buharlaşacağı anlamına gelir.

Stephen Hawking, kuantum fiziği ile Einstein’ın yerçekimi teorisinin zekice bir kombinasyonunu kullanarak, parçacık çiftlerinin kendiliğinden yaratılmasının ve yok edilmesinin olay ufkunun yakınında (yerçekimi kuvvetinden kaçışın olmadığı nokta) yakınında gerçekleşmesi gerektiğini savundu.[{” attribute=””>black hole). A particle and its anti-particle are created very briefly from the quantum field, after which they immediately annihilate. But sometimes a particle falls into the black hole, and then the other particle can escape: Hawking radiation. According to Hawking, this would eventually result in the evaporation of black holes.

Schematic of the presented gravitational particle production mechanism in a Schwarzschild spacetime. The particle production event rate is highest at small distances, whereas the escape probability [represented by the increasing escape cone (white)] Büyük mesafelerde en yüksektir. Kredi: Malzeme inceleme mektupları

sarmal

Bu yeni çalışmada, Radboud Üniversitesi’ndeki araştırmacılar bu süreci yeniden gözden geçirdiler ve bir olay ufkunun varlığının kritik olup olmadığını araştırdılar. Karadeliklerin yakınında bu tür parçacık çiftleri oluşursa ne olacağını incelemek için fizik, astronomi ve matematikten teknikleri birleştirdiler. Çalışma, yeni parçacıkların bu ufkun çok ötesinde de yaratılabileceğini gösterdi. Michael Wondrak: “Tanınmış Hawking radyasyonuna ek olarak, radyasyonun yeni bir formunun da olduğunu kanıtlıyoruz.”

Her şey buharlaşıyor

Van Suijlekom: “Kara delikten uzakta, uzay-zamanın eğriliğinin radyasyona neden olmada büyük bir rol oynadığını gösteriyoruz. Parçacıklar, yerçekimi alanındaki gelgit kuvvetleri tarafından orada zaten ayrılmış durumda.” Daha önce olay ufku olmadan hiçbir radyasyonun mümkün olmadığı düşünülürken, bu çalışma böyle bir ufkun gerekli olmadığını göstermektedir.

Falk: “Bu, ölü yıldızların kalıntıları ve evrendeki diğer büyük nesneler gibi olay ufku olmayan nesnelerin de bu tür radyasyona sahip olduğu anlamına gelir. Çok uzun bir süre sonra, evrendeki her şeyin sonunda buharlaşmasına neden olacak, tıpkı kara delikler gibi.” Bu sadece Hawking radyasyonu anlayışımızı değil, aynı zamanda evren ve geleceği hakkındaki görüşümüzü de değiştiriyor.”

Çalışma 2 Haziran’da yayınlandı DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.221502