A Hawking-sugárzás fedheti fel az ütköző fekete lyukak kozmikus morzsáit

augusztus 13.
tudomány
  • Link másolása
  • Facebook
  • X (Twitter)
  • Tumblr
  • LinkedIn

A hét éve elhunyt Stephen Hawking elméleti fizikus 1974-ben állt elő azzal a bizonyítással, hogy a fekete lyukaknak lehet entrópiájuk, így sugározhatnak is. A róla elnevezett Hawking-sugárzás lényege, hogy a kvantummechanika határozatlansági relációja (Heisenberg-elv) értelmében a fekete lyukak részecskéket bocsátanak ki magukból, így tömegük és energiájuk csökken – ezt nevezik a fekete lyukak párolgásának.

A 2021-ben gravitációs hullámok elemzésével igazolt Hawking-sugárzás bizonyíthatja a Nuclear Physics B folyóiratban most megjelent tanulmány merész állításait. A Stefan Hohenegger, Giacomo Cacciapaglia és Francesco Sannino elméleti fizikusok által jegyzett dolgozat szerint a tér és az idő kvantumszerkezetét, a kvantumgravitációt leginkább a fekete lyukak ütközései során keletkező, ezért az eredeti objektumok valamennyi tulajdonságával rendelkező, de aszteroida méretű „fekete lyuk-morzsák” segítségével lehetne feltérképezni – írja a Live Science.

A Hawking-sugárzás tudományos illusztrációja
Fotó: VICTOR DE SCHWANBERG/SCIENCE PHO/Science Photo Library via AFP

A kutató-trió az ehhez szükséges eszközt is megnevezi. Tanulmányukban részletesen is bemutatják, hogy „fekete lyuk-morzsák” a Földön és az űrben már régóta üzemelő gammasugár-obszervatóriumok technológia fejlettsége bőven elég a kereséshez. Már csak azért is, mert a Hawking által lerakott elméleti alapok alapján a fekete lyukak a tömegükkel fordított arányban bocsátanak ki bármiféle sugárzást. A fordított arányosságból kifolyólag az ilyen fekete lyuk-morzsák robbanásszerű gyorsasággal felhevülve végül elpárolognak, miközben nagy energiájú részecskéket, neutrínókat és gamma-sugarakat bocsátanak ki magukból. Ez a Hawking-sugárzás információval szolgálhat a téridő kvantumszerkezetéről, állítják a kutatók, akik szerint „spektrális tulajdonságai extrém energiaskálákon eltéréseket mutathatnak a Standard Modelltől, ami potenciálisan ismeretlen részecskék vagy olyan jelenségek felfedezéséhez vezethet, mint amilyenek az elméletileg feltételezett extradimenziók”.