Alheimurinn

Hvernig geta svarthol sent frá sér geislun?

Ég hef heyrt að svarthol gefi frá sér eitthvað sem kallast Hawking-geislun. En hvernig er það hægt þegar ekkert sleppur frá svartholi?

BIRT: 01/12/2024

Ekkert sleppur frá svartholi, ekki einu sinni geislun. Hin svonefnda Hawking-geislun brýtur ekki gegn þessu lögmáli. Geislunin berst sem sé ekki frá svartholinu sjálfu heldur frá tómarúminu næst hinum svonefndu sjónhvörfum eða „event horizon“.

 

Í svartholi hefur allur massi þjappast saman í einn punkt sem kalla mætti einkjarna (singularity). Utan við einkjarnann eru kúlulaga mörk, svonefnd sjónhvörf.

 

Innan sjónhvarfanna fellur allt inn í einkjarnann á meira en ljóshraða. Utan við sjónhvörfin er hraðinn minni. Allar eindir, líka ljóseindir, eru því komnar á vald svartholsins innan sjónhvarfanna en rétt utan við þau geta eindir sloppið.

 

Eindapör aðskiljast

Jafnvel tómarúmið er í rauninni aldrei alveg tómt. Samkvæmt túlkun Hawkings á skammtafræðinni myndast sjóneindir eða „virtual particles“ í sífellu í tómu rúmi. Þær myndast sem pör einda og andeinda sem strax renna saman og eyða hvor annarri.

 

En myndist slíkt eindapar nógu nálægt sjónhvörfunum, ná eindirnar ekki saman, heldur sogast önnur þeirra inn í svartholið áður en þær ná að eyða hvor annarri. Hin eindin sleppur – og það er straumur slíkra einda sem kallast Hawking-geislun.

 

Stephen Hawking setti fram þessa frægu kenningu um eindirnar árið 1974. Hann áleit geislunina rökrétta afleiðingu af skammtasviðskenningunni.

 

Ekki hefur tekist að greina Hawking-geislun frá svartholi, enda er hún langt undir þeim mörkum sem jafnvel allra öflugustu sjónaukar ráða við. Aftur á móti hefur tekist að sýna ferlið að baki geisluninni í rannsóknastofu.

Eindatvíburar valda geislun

Pör einda og andeinda myndast og þær eyða hvor annarri jafnóðum. Myndist slíkt par rétt utan marka svartholsins getur það valdið Hawking-geislun.

1. Eindapar myndast

Samkvæmt skammtafræðinni sveiflast rafsegulsvið og þyngdarsvið stöðugt. Af sveiflunum leiðir að sí og æ myndast pör einda og andeinda sem svo strax eyða hvor annarri.

2. Aðskildar í fæðingu

Ef eindapar myndast á þyngdarmörkum svarthols, getur önnur eindin sogast inn í svartholið en hin verið á nákvæmlega réttum hraða til að sleppa í formi geislunar.

3. Geislun rýrir svartholið

Geislaeindirnar hafa jákvæða orku en þær sem falla inn í svartholið neikvæða orku. Hawking-geislunin veldur þess vegna því að svartholið glatar orku og rýrnar smám saman.

Svarthol gleypa allt sem kemur í námunda við þau. En geta þau bara haldið áfram að vaxa í hið óendanlega eða eru einhver mörk sem ákvarða hámarksstærð?

HÖFUNDUR: Niels Halfdan Hansen

© Shutterstock & Ken Ikeda Madsen.

Náttúran

Bakteríur örva ilminn af sumarregni

Maðurinn

Af hverju sjá sumir drauga en aðrir ekki?

Heilsa

10 matvæli með meira C-vítamín en appelsínur

Maðurinn

Þráhyggja tekur heilann í gíslingu

Alheimurinn

Stjörnufræðingar leita langt eftir svörum: Er líf í alheiminum?

Heilsa

Hvers vegna verður okkur kalt þegar hitinn hækkar?

Náttúran

Bakteríur grafa eftir gulli

Lifandi Saga

Barbarossa: Illskeyttur sjóræningi soldánsins fór ránshendi á Miðjarðarhafi

Maðurinn

Gleymdu erfðum og umhverfi: Persónuleikinn stafar af tilviljunum

Maðurinn

Af hverju hressumst við af koffeini?

Maðurinn

Ný tækni les hugsanir

Lifandi Saga

Bernska útilegunnar

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með rúmlega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.790 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.790 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is