Хокинг нурлануусу

Хокинг нурлануусу — кара тешиктен ар кандай элементардык бөлүкчөлөрдүн, негизинен фотондордун гипотетикалык нурлануусу. Гипотетикалык процеске Стивен Хокингдин ысымы ыйгарылган.

M 87 галактикасынын борборундагы супермассивдүү кара тешик (Event Horizon телескопу)

Супернованын жарылышы (Atacama Pathfinder Experiment телескопу)

Хокинг нурлануусу ― Чоң адрон коллайдериндеги эксперименттеринде теория боюнча пайда болушу мүмкүн кичинекей кара тешиктердин жок болушун (буулануусун) түшүндүргөн негизги аргумент. Бул эффектке сингулярдык реактор идеясы негизделген — Хокинг нурлануусу аркылуу кара тешиктен энергия алуу үчүн түзүлүш.

Изилдөө тарыхы

В. Грибов Я. Зелдович менен болгон талкууда кванттык туннелдин аркасында кара тешиктер бөлүкчөлөрдү чыгарышы керек деп далилдеген. Хокинг 1973-жылы Москвага барып, советтик окумуштуулар Яков Зелдович жана Алексей Старобинский менен жолуккан. Алар Хокингге кванттык механиканын белгисиздик принцибине ылайык, айлануучу кара тешиктер бөлүкчөлөрдү жаратып, чыгарышы керек экенин көрсөтүштү.

Кара тешиктердин буулануусу

Кара тешиктин буулануусу — кванттык процесс. Чындыгында, кара тешик эч нерсе бөлбөй турган, бирок затты гана сиңире турган нерсе деген түшүнүк кванттык эффекттер эске алынганга чейин жарактуу. Кванттык механикада туннелдөө аркылуу кванттык эмес тутум үчүн мүмкүн болбогон тоскоолдуктарды жеңүүгө болот. Кара тешиктин акыркы абалы туруктуу деп айтуу кадимки, кванттык эмес тартылуу теориясынын чегинде гана туура. Кванттык эффекттер чындыгында кара тешик үзгүлтүксүз нурланууга алып келет, бул процессте энергиясын жана массасын жоготот.

Кара тешик болгон учурда, абал төмөнкүдөй. Кванттык талаа теориясында физикалык вакуум ар кандай талаалардын тынымсыз келип-кетип турган термелүүлөрү менен толтурулат («виртуалдык бөлүкчөлөр» деп да айтууга болот). Тышкы күчтөр талаасында бул термелүүлөрдүн динамикасы өзгөрөт жана эгер күчтөр жетиштүү болсо, вакуумдан бөлүкчө-антибөлүкчө жуптары жаралышы мүмкүн. Мындай процесстер кара тешиктин окуя горизонтунун жанында (бирок сыртында) да болот. Ошентип, бөлүкчөлөрдүн бири (кайсынысы маанилүү эмес) кара тешиктин ичине түшүп, экинчиси учуп, байкоо үчүн жеткиликтүү болушу мүмкүн. Энергиянын сакталуу мыйзамынан келип чыккан, виртуалдык жуптан келип чыккан мындай «кулаган» бөлүкчө терс энергияга ээ болушу керек, анткени алыскы байкоочу үчүн жеткиликтүү болгон «учуп кеткен» бөлүкчө оң энергияга ээ.

Ошондой эле, бул процессти бөлүкчө+анти-бөлүкчө жуптарынын төрөлүшү үчүн тышкы талаадан вакуум энергиясын «карызга алуу» деп элестетүүгө болот. Кара тешик жок болгондо, жок кылуу энергияны талаага "кайтарат". Сүрөттөлгөн учурда, кара тешик болгондо, жок кылуу болбойт, бөлүкчөлөрдүн бири байкоочуга учуп, "ээлеген" энергиянын бир бөлүгүн алып, энергияны азайтып, демек, кара тешиктин массасы.

Туруктуу гравитациялык талаа бөлүкчө-антибөлүкчө жуптарын пайда кылуу үчүн гетерогендүү болушу керек.

Изилдөө

Эффект бар экендиги жөнүндө талаш-тартышты токтотуу үчүн байкоо жүргүзүү керек болчу, бирок астрономдорго белгилүү болгон кара тешиктердин температурасы нурланууну аныктоо үчүн жетишсиз — тешиктердин массасы өтө чоң. Ошондуктан, ушул убакка чейин гипотеза байкоолор менен тастыкталган эмес.

Жалпы салыштырмалуулук теориясына ылайык, Аалам пайда болгондо, алгачкы кара тешиктер жаралышы мүмкүн, алардын айрымдары (баштапкы массасы 10¹² кг) азыркы мезгилде бууланып жок болушу керек эле. Кара тешиктин чоңдугунун азайышы менен буулануу интенсивдүүлүгү жогорулагандыктан, акыркы таптар негизинен кара тешиктин жарылганы керек. Азырынча мындай жарылуулар аныкталган жок.

Милан университетинин изилдөөчүлөрү жүргүзгөн физикалык экспериментте ак тешик үчүн окуя горизонтунун аналогдук моделинин негизинде Хокинг нурлануусун изилдөө аракети белгилүү.

2014-жылы Израилдин технологиялык институтунун кызматкери Джефф Стейнхауэр үн толкундары менен лабораторияда Хокинг нурлануусун моделдөө боюнча эксперимент жүргүзгөн.