دانشنامهمفهوم
تابش هاوکینگ Hawking radiation
تابش هاوکینگ گسیل بسیار ضعیف گرمایی است که به‌دلیل اثرهای کوانتومی نزدیک افق رویداد از سیاهچالهها بیرون می‌آید و به‌تدریج جرم آن‌ها را کم می‌کند.
تابش هاوکینگ پیش‌بینی نظری استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۴ است. بنا بر آن، سیاهچالهها کاملاً «سیاه» نیستند و مانند یک جسم گرم، تابشی ضعیف می‌فرستند. این تابش نتیجهٔ ترکیب نسبیت عام و نظریهٔ کوانتومی میدان‌ها در نزدیکی افق رویداد است.
تابش هاوکینگ چگونه پدید می‌آید؟
در خلأ کوانتومی، جفت ذره‌های مجازی پیوسته پدید می‌آیند و نابود میشوند. اگر چنین جفتی نزدیک افق رویداد ساخته شود، ممکن است یکی از دو ذره به درون سیاه‌چاله برود و دیگری به بیرون بگریزد. ناظر دور، ذرهٔ گریخته را به‌صورت تابش می‌بیند و سیاه‌چاله انرژی از دست می‌دهد. این تصویر ساده‌شدهٔ ماجراست؛ محاسبهٔ دقیق به نظریهٔ میدان کوانتومی در فضازمان خمیده نیاز دارد.
دمای سیاه‌چاله چقدر است؟
دمای تابش هاوکینگ با جرم سیاه‌چاله نسبت وارونه دارد:
برای سیاه‌چاله‌ای هم‌جرم خورشید، این دما حدود شصت نانوکلوین است و از دمای ریزموج زمینهٔ کیهانی بسیار کمتر است؛ پس چنین سیاه‌چاله‌ای امروز بیشتر تابش را جذب می‌کند تا از دست بدهد. فقط سیاهچالههای بسیار سبک می‌توانند به‌سرعت تبخیر شوند. زمان تبخیر با مکعب جرم بالا می‌رود و برای سیاهچالههای ستارهوار بسیار بیشتر از عمر کنونی کیهان است.
اهمیت و آزمون‌پذیری
تابش هاوکینگ تاکنون مشاهده نشده است، چون برای سیاهچالههای شناخته‌شده بسیار ضعیف است. با این حال، پرسش‌های بنیادینی را مطرح کرده است، از جمله «پارادوکس اطلاعات»: اگر سیاه‌چاله تبخیر شود، اطلاعات چیزهایی که در آن افتاده‌اند چه می‌شود؟ پژوهشگران برای یافتن شواهد، به‌دنبال سیاهچالههای نخستین سبک می‌گردند، و نیز مدل‌های آزمایشگاهی مشابه، مانند سیاهچالههای صوتی، را بررسی می‌کنند. بحث‌های مربوط به سیاه‌چاله از همین پیش‌بینی جان تازه گرفت.
پرسش‌های رایج
### آیا تابش هاوکینگ مشاهده شده است؟
نه. تابش هاوکینگ تاکنون در طبیعت مشاهده نشده، چون برای سیاهچالههای ستارهوار و کلانجرم بسیار ضعیفتر از تابش زمینه است.
### آیا سیاهچالهها سرانجام ناپدید میشوند؟
بنا بر نظریه، سیاهچالهها با تابش هاوکینگ بهآهستگی جرم از دست میدهند و در نهایت تبخیر میشوند، ولی این فرایند برای سیاهچالههای معمول بسیار طولانیتر از عمر کنونی جهان است.
### چرا تابش هاوکینگ مهم است؟
تابش هاوکینگ پیوندی مهم میان گرانش، ترمودینامیک و نظریهٔ کوانتومی ساخت و نشان داد سیاهچالهها دمایی واقعی دارند و آنتروپی‌ای که بکنشتاین پیشنهاد کرده بود معنای فیزیکی دارد.