اشعاع هوكنج...اشعاع الثقوب السوداء

اشعاع هوكنج... اشعاع الثقوب السوداء

اشعاع هوكنج هو تنبؤ نظري من عالم الكون الفيزيائي البريطاني ستيفن هوكنج، والذي يحاول فيه تفسير بعض الخصائص المميزة للثقوب السوداء.

في الوضع العادي، "يبتلع" الثقب الأسود كل شيء؛ كل المادة والطاقة وحتى الضوء - الأسرع في الكون - داخله نتيجة للكثافة الرهيبة لمجالات الجاذبية داخله.

في عام 1972، قام الفيزيائي الاسرائيلي يعقوب بيكنشتاين بطرح يشرح فيه أن الثقوب السوداء يجب ان تمتلك مقدارا محدداً من الانتروبي ( الانتروبي وصف لحالة الفوضى وانعدام النظام تتعلق بالحرارة). وبدأ بتطوير ثيروموديناميكا خاصة بالثقوب السوداء، متضمنة اشعاعها للطاقة.

في عام 1974 وضع الفيزيائي البريطاني ستيفن هوكنج النموذج النظري المتكامل المتعلق باشعاع الثقوب السوداء.

يمكن تفسير العملية بطريقة مبسطة للغاية :

يفترض هوكنج أن التذبذبات في طاقة الفراغ تولّد ازواجا افتراضية من "الجسيم - الجسيم المضاد" قريبا من أفق حدث الثقب الأسود. احدى هذه الجسيمات يبتلعها الثقب الأسود بينما تهرب الأخرى قبل أن يتاح لهما أن يُفني احدهما الآخر ( عندما يلتقي جسيم مع جسيمه المضاد فإن احدهما يُفني الآخر منتجين طاقة - كما يلغي الرقم الموجب الرقم السالب المساوي له في القيمة - ).

وإذا اتيح لاحدهم فرصة المراقبة لما يحدث عند افق حدث الثقب فإنه سيرى وكأن جسيماً "انبثق" من الثقب الأسود.

وعلى أساس أن الجسيم الذي "هرب" يحمل طاقة موجبة، فإن هذا يعني أن الجسيم الذي امتصه الثقب الأسود يمتلك طاقة سالبة (جسيم مضاد).وكنتيجة لهذا فإن الثقب الأسود سيفقد جزءا من كتلته ،استناداً لمعادلة آينشتاين الشهيرة E = mc2

وبالنظر إلى الحسابات، فإن الثقوب السوداء "البدائية" تشع طاقة أكثر مما تمتص، ولهذا تخسر المزيد من الكتلة. بينما تستطيع الثقوب السوداء الكبر حجما - مثل تلك التي تمتلك كتلة شمسية واحدة على الأقل - أن تمتص أكثر مما تشع من اشعاع هوكنج.

كان اشعاع هوكنج هو أول تنبؤ نظري حول كيف يمكن للجاذبية أن تتحول إلى احد اشكال الطاقة الأخرى، وهذا مهم جدا لتفسير نظرية الجاذبية الكمومية، والتي يعتقد انها النظرية النهائية التي ستجمع القوى الأساسية الأربع في الكون في بوتقة واحدة.