Hur funkar Hawkingstrålning?
I populärvetenskap brukar Hawkingstrålning förklaras som att ena halvan av ett par ”kvantfluktuationspartiklar” som uppstår precis vid händelsehorisonten faller in i det svarta hålet, medan den andra försvinner iväg som strålning. Man säger att denna strålning gör att det svarta hålet dunstar. Men varför då? Den andra partikeln föll ju in i hålet och ökade dess massa! Hur kan hålets massa minskas av att en partikel sugs in i det? /Peter Flink
Grunden till Hawkingstrålning är att den starkt krökta rumtiden gör att kvantfältens energi kring händelsehorisonten ser olika ut beroende på om en observatör är nära eller långt bort.
Bild: Getty images
Svar av Ulf Gran, professor i fysik, Chalmers tekniska högskola
Det enklaste svaret på denna fråga är att energin som krävs för att bilda båda partiklarna tas från det svarta hålet – närmare bestämt ur dess gravitationsfält, som påverkar dess massa. Varje partikel som strålar ut innebär då att lite energi – och därmed massa – flyttas från det svarta hålet och försvinner ut i universum.
Fråga en forskare
Har du en fråga till en forskare? Mejla fraga@fof.se
Om man vill fördjupa resonemanget lite kan man lägga till att denna populära bild av Hawkingstrålning inte är helt rättvisande. För en fysiker är grunden till Hawkingstrålning inte att svarta hål läcker partiklar, utan att den starkt krökta rumtiden gör att kvantfältens energi kring händelsehorisonten ser olika ut beroende på om en observatör är nära eller långt bort. Betraktad från långt håll har partikeln som faller in i det svarta hålet negativ energi, och leder därför till en minskning av hålets totala energi. Resultatet blir att hålet långsamt tappar massa – det ”dunstar”.
