Хокинг радиациясы

Хокинг радиациясы - қарапайым, алуан түрлі бөлшектердің қара жырықтар арқылы радиацияланудың гипотизалық процесі.

Тарихы

В. Грибов, Я. Зельдоваличпен толқыласу кезінде кванттық туннельдеу арқылы қара жырықтар бөлшектерді бөледі деп өз ойын білдірді. Хокинг өз жұмысын жарыққа шығарғанға дейін, 1973жылы Мәскеуде болып, екі совет ғалымдары Яковом Зельдович және Алексей Старобинскимен кездесті.Олар Хокингке қара жырыққа айналып кеткен кванттық механиканың екіұштылық(белгісіздік) қағидасы бөлшектерді тудыруы және бөлуі керек екенин көрсетті.

Қара жырықтардың булануы

Қара жырықтардың булануы – кванттық процесс болып табылады. Кванттық эффектер назарға алынбайынша, қара жырықтар ештеңе бөлмейтін,тек кванттық нәтижені бойына сіңіретін объект деген түсінік әділетті саналады.Кванттық механикада, кваттық емес жүйе жеңе алмаған потенциалды кедергілерді туннельдеудің арқасында жеңе алатын мүмкіндік пайда болады. Шын мәнісінде ,кванттық эффектерде, қара жырықтар өздерінің энергияларын жоғалта отырып тоқтаусыз бөлуі керек. Қара жырықта жағдай келесіндей көрінеді. Кванттық теориясында, физикалық вакуум аймағы, ұдайы туылып және жойылып отыратын әртүрлі аймақтық флуктуацияларға толы болып келеді («Виртуалды бөлшектер деп те атауға болады).Сыртқы күштер өрісінде осы флуктациялардың динамикасы өзгереді,ал егер куш қатты әсер етсе,вакуумнан бөлшек-антибөлшек жұбының пайда болады. Осындай процестер қара жырықтың көкжиек маңында да болады. Осындай жағдайда бір бөлшегі қара жырыққа құлап,ал екіншісі ұшып кетуі мүмкін. Энергия сақталу заңы бойынша қара құрдымға «құлап» кеткен бөлшектің энергиясы теріс болу керек, себебі «ұшып» кеткен бөлшек байқаушы үшін қолжетімді және оның энергиясы оң болып келеді. Оған қоса бұл процесті бөлшек және антибөлшек жұбы пайда болуы үшін сыртқы аймақтағы вакумның энергиясын «қарызға алу» деп айтса да болады. Қара жырық болмаған жағдайда, аннигиляциясы энергияны аймаққа «қайтарып» береді. Қара жырық болған жағдайда аннигиляция болмайды және бөлшектің біреуі қара жырықтың энергиясымен қатар массасын да төмендете отырып, «бос емес» энергияның бөлшегін бақылаушыға қарай тасымалдайды. Радиацияның болжалған дерегі ғана емес,сонымен қатар осы радиация жылулық спектіріне ие екендігі де маңыздылы болып табылады. Яғни радиация, горизонтқа жақын қара жырыққа бір температураны құруға болады .

Зерттеулер

Дауласуға шешім ретінде зерттеулік бақылаулар болуы қажет болған, бірақ астономдарға белгілі қара жырықтың сәулесін орналастыру үшін жырық өте үлкен, ал температура өте аз.Сондықтан да бұл гипотеза бақылау арқылы әлі күнге дейін дәлелденбеген. Жалпы салыстырмалы теория бойынша, білімі арқылы біріншілік қара жырықтардың пайда болып,бүгінгі күнге дейін булануын тоқтатуы керек болған. Осы біріншілік қара құрдымдардың біршама бөлігі біздің уақытқы дейін булануың тоқтату керек болған. Қара жырықтардың булану қарқындылығының артуы олардың мөлшемдерінің азаюуына байланысты болғандықтан, соңғы сатыда бұл қара жырық жарылысына әкеп соғуы керек.Бірақ осындай жарылыстар әлгі уақытқа дейін байқалған жоқ. Милан университетінің зертеушілері ақ жырыққа көкжиек негізінде физикалық эксперимент жасай отырып, Хокинг радиациясын зерттеуге күш салған 2014 жылы Израиль техника университетінің зерттеушісі-Джефф Штейнхаузер эксперимент жүзінде дыбыс толқындарың қолдана отырып, Хокинг радиациясын модельдеді.