รังสีฮอว์คิง: ไม่มีความลับอีกต่อไป การแผ่รังสีฮอว์คิง: แนวคิด ลักษณะ และปัญหาของทฤษฎีอนุภาคฮอว์คิง

รังสีฮอว์กิงเป็นกระบวนการของการแผ่รังสีของอนุภาคมูลฐานต่างๆ ซึ่งได้รับการอธิบายทางทฤษฎีโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ สตีเฟน ฮอว์คิง ในปี 1974

นานก่อนที่จะตีพิมพ์ผลงานของ Stephen Hawking ความเป็นไปได้ของการปล่อยอนุภาคด้วยหลุมดำถูกแสดงโดยนักฟิสิกส์ทฤษฎีโซเวียต Vladimir Gribov ในการสนทนากับนักวิทยาศาสตร์อีกคน Yakov Zel'dovich

จากการศึกษาพฤติกรรมของอนุภาคมูลฐานใกล้หลุมดำ ในปี พ.ศ. 2516 Stephen Hawking วัย 30 ปี เดินทางไปมอสโคว์ ในเมืองหลวงเขาสามารถมีส่วนร่วมในการอภิปรายทางวิทยาศาสตร์กับนักวิทยาศาสตร์โซเวียตผู้โด่งดังสองคนคือ Alexei Starobinsky และ Yakov Zeldovich หลังจากทำงานกับแนวคิดของ Gribov มาระยะหนึ่งแล้ว พวกเขาก็สรุปได้ว่าหลุมดำสามารถแผ่รังสีได้เนื่องจากปรากฏการณ์อุโมงค์ อย่างหลังหมายถึงการมีอยู่ของความน่าจะเป็นที่อนุภาคสามารถเอาชนะสิ่งกีดขวางใดๆ จากมุมมองของฟิสิกส์ควอนตัม เมื่อสนใจหัวข้อนี้ ฮอว์คิงจึงศึกษาประเด็นนี้โดยละเอียดและในปี พ.ศ. 2517 ได้ตีพิมพ์ผลงานของเขา หลังจากนั้นรังสีดังกล่าวก็ได้รับการตั้งชื่อตามเขา

Stephen Hawking อธิบายกระบวนการปล่อยอนุภาคของหลุมดำในลักษณะที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย สาเหตุของการแผ่รังสีดังกล่าวเรียกว่า "อนุภาคเสมือน"

ในกระบวนการอธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาค นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคเกิดขึ้นผ่านการแลกเปลี่ยนควอนตัมบางส่วน (“บางส่วน” ของปริมาณทางกายภาพบางส่วน) ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าในอะตอมระหว่างอิเล็กตรอนและโปรตอนเกิดขึ้นผ่านการแลกเปลี่ยนโฟตอน (พาหะของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า)

อย่างไรก็ตาม ปัญหาต่อไปนี้ก็เกิดขึ้น หากเราถือว่าอิเล็กตรอนนี้เป็นอนุภาคอิสระ ไม่มีทางที่มันจะปล่อยหรือดูดซับโฟตอนอย่างง่ายดายตามหลักการอนุรักษ์พลังงาน นั่นคือเขาไม่สามารถสูญเสียหรือได้รับพลังงานจำนวนหนึ่งได้ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสิ่งที่เรียกว่า "อนุภาคเสมือน" อย่างหลังแตกต่างจากของจริงตรงที่พวกมันเกิดและหายไปอย่างรวดเร็วจนไม่สามารถลงทะเบียนได้ อนุภาคเสมือนทั้งหมดมีเวลาทำในช่วงเวลาสั้น ๆ ของชีวิตคือการถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังอนุภาคอื่น ๆ โดยที่ไม่ถ่ายโอนพลังงาน

ดังนั้น แม้แต่พื้นที่ว่าง เนื่องจากความผันผวนทางกายภาพ (การเบี่ยงเบนแบบสุ่มจากบรรทัดฐาน) ก็เต็มไปด้วยอนุภาคเสมือนเหล่านี้ ซึ่งเกิดและทำลายอยู่ตลอดเวลา

รังสีฮอว์กิง

คำอธิบายของรังสีของ Stephen Hawking ต่างจากนักฟิสิกส์โซเวียตตรงที่มีพื้นฐานมาจากอนุภาคเสมือนเชิงนามธรรม ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของทฤษฎีสนามควอนตัม นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษพิจารณาถึงการสร้างอนุภาคเสมือนจริงเหล่านี้บนหลุมดำโดยธรรมชาติ ในกรณีนี้ สนามโน้มถ่วงอันทรงพลังของหลุมดำสามารถ "ดึง" อนุภาคเสมือนออกจากกันก่อนที่มันจะถูกทำลาย และทำให้พวกมันกลายเป็นของจริง กระบวนการที่คล้ายกันนี้สังเกตได้จากการทดลองที่ซินโครฟาโซตรอน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถดึงอนุภาคเหล่านี้ออกจากกันในขณะที่ใช้พลังงานจำนวนหนึ่ง

จากมุมมองของฟิสิกส์ การเกิดขึ้นของอนุภาคจริงที่มีมวล การหมุน พลังงาน และคุณลักษณะอื่นๆ ในพื้นที่ว่าง "โดยไม่มีอะไรเลย" ขัดแย้งกับกฎการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งหมายความว่ามันเป็นไปไม่ได้เลย ดังนั้น ในการ "แปลง" อนุภาคเสมือนให้เป็นอนุภาคจริง จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานไม่น้อยกว่ามวลรวมของอนุภาคทั้งสองนี้ ตามกฎหมายที่รู้จักกันดี พลังงานสำรองดังกล่าวยังถูกใช้โดยหลุมดำเพื่อดึงอนุภาคเสมือนออกจากกันบนขอบฟ้าเหตุการณ์

ผลของกระบวนการดึง อนุภาคตัวใดตัวหนึ่งซึ่งอยู่ใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์มากที่สุดหรือต่ำกว่านั้นด้วยซ้ำ จะ "เปลี่ยน" ให้กลายเป็นอนุภาคจริง และมุ่งหน้าสู่หลุมดำ อีกอันหนึ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามคือเดินทางอย่างอิสระผ่านอวกาศ เมื่อทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์แล้ว เราสามารถมั่นใจได้ว่าแม้พลังงาน (มวล) ที่ได้รับจากอนุภาคที่ตกลงสู่พื้นผิวหลุมดำ แต่พลังงานที่ใช้โดยหลุมดำในกระบวนการดึงนั้นเป็นลบ นั่นคือในท้ายที่สุดจากกระบวนการที่อธิบายไว้ หลุมดำสูญเสียพลังงานเพียงจำนวนหนึ่งเท่านั้น ซึ่งยิ่งกว่านั้นยังเท่ากับพลังงาน (มวล) ที่อนุภาคที่บิน "ออกไป" มีทุกประการ

ดังนั้นตามทฤษฎีที่อธิบายไว้ แม้ว่าหลุมดำจะไม่ปล่อยอนุภาคใด ๆ ออกมา แต่มันก็มีส่วนช่วยในกระบวนการดังกล่าวและสูญเสียพลังงานที่เท่ากัน ตามกฎของไอน์สไตน์เรื่องความเท่าเทียมกันของมวลและพลังงาน เป็นที่ชัดเจนว่าหลุมดำไม่มีที่ที่จะดึงพลังงานออกมา ยกเว้นจากมวลของมันเอง

เมื่อสรุปทั้งหมดข้างต้น เราสามารถพูดได้ว่าหลุมดำปล่อยอนุภาคและสูญเสียมวลไปบางส่วนในกระบวนการนี้ กระบวนการหลังนี้เรียกว่า "การระเหยของหลุมดำ" ตามทฤษฎีรังสีฮอว์กิง เราสามารถเดาได้ว่าหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง แม้จะยาวนานมาก (ล้านล้านปี) แต่หลุมดำก็เป็นเพียงสิ่งธรรมดา

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

• หลายคนกลัวว่าหลุมดำอาจก่อตัวที่เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) และอาจคุกคามชีวิตของมนุษย์โลก การเกิดหลุมดำที่ LHC เกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการดำรงอยู่ของมิติเพิ่มเติมของอวกาศ-เวลาและการมีอยู่ของปฏิกิริยาโน้มถ่วงอันทรงพลังในระยะทางสั้นๆ อย่างไรก็ตาม หลุมดำขนาดจิ๋วที่ก่อตัวในลักษณะนี้จะระเหยไปทันทีเนื่องจากการแผ่รังสีฮอว์กิง
• บนพื้นฐานของรังสีฮอว์กิง เครื่องปฏิกรณ์เอกพจน์หรือเครื่องปฏิกรณ์คอลลัปซาร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์สมมุติที่สร้างหลุมดำขนาดเล็กมากสามารถทำงานได้ พลังงานของการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นจากการระเหยของมันจะเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์

แม้ว่า Large Hadron Collider จะดูน่าเกรงขาม แต่เนื่องจากการแผ่รังสีของ Hawking ก็ไม่มีอะไรต้องกลัวจากมัน

• Stephen Hawking โต้เถียงกับนักวิทยาศาสตร์ชื่อดังอีกคนหนึ่ง - Kip Thorne ด้วยการเผยแพร่ผลงานของเขาเกี่ยวกับการแผ่รังสีของหลุมดำ ประเด็นพิพาทคือลักษณะของวัตถุที่อ้างว่าเป็นหลุมดำที่เรียกว่า แม้ว่างานของฮอว์คิงจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานของการมีอยู่ของหลุมดำ แต่เขาแย้งว่า Cygnus X-1 ไม่ใช่หลุมดำ เป็นที่น่าสังเกตว่าการสมัครสมาชิกนิตยสารถือเป็นอัตรา เดิมพันของ Thorne คือสมัครสมาชิกนิตยสารแนวเสียดสี Private Eye เป็นเวลาสี่ปี ในขณะที่ Hawking's สมัครสมาชิกนิตยสารแนวอีโรติก Penthouse เป็นเวลาหนึ่งปี ตรรกะของคำแถลงของเขาในข้อพิพาท Stephen โต้แย้งดังนี้: "แม้ว่าฉันจะกลายเป็นฝ่ายผิดในการยืนยันการมีอยู่ของหลุมดำ แต่อย่างน้อยฉันก็จะชนะการสมัครสมาชิกนิตยสาร"

ฮอว์กิ้งและสภาวะไร้น้ำหนัก (อาเจียนดาวหาง)

ในสถานการณ์เช่นนี้ ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดเกี่ยวกับสสารที่ก่อตัวหรือตกลงไปหลุมดำ (ซึ่ง "ผม" ถูกใช้เป็นอุปมา) "หายไป" เลยขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำและดังนั้นจึงถูกเก็บรักษาไว้ แต่จะไม่สามารถเข้าถึงได้ แก่ผู้สังเกตการณ์ภายนอก

ในปี 1973 ฮอว์คิงเดินทางไปมอสโคว์และพบกับนักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียต ยาโคฟ เซลโดวิช และอเล็กซี่ สตาโรบินสกี ในระหว่างการหารือเกี่ยวกับงานของพวกเขา พวกเขาแสดงให้เขาเห็นว่าหลักการความไม่แน่นอนทำให้หลุมดำแผ่รังสีอนุภาคได้อย่างไร สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ของหลุมดำของฮอว์กิง (นั่นคือ หลุมดำไม่สามารถเล็กลงได้) เนื่องจากพวกมันจะต้องสูญเสียมวลเนื่องจากพลังงานด้วย

ยิ่งไปกว่านั้น ยังสนับสนุนทฤษฎีที่จาค็อบ เบเกนสไตน์ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยจอห์น วีลเลอร์ เสนอไว้ว่า หลุมดำจะต้องมีอุณหภูมิและเอนโทรปีที่ไม่เป็นศูนย์อย่างจำกัด ทั้งหมดนี้ขัดแย้งกับ "ทฤษฎีบทไม่มีขน" ในไม่ช้า ฮอว์คิงก็ได้แก้ไขทฤษฎีบทของเขา โดยแสดงให้เห็นว่าเมื่อพิจารณาถึงผลกระทบเชิงกลของควอนตัม ปรากฎว่าหลุมดำปล่อยรังสีความร้อนออกมาที่อุณหภูมิหนึ่ง

ในปี 1974 ฮอว์คิงนำเสนอการค้นพบของเขาและแสดงให้เห็นว่าหลุมดำปล่อยรังสี ผลกระทบนี้กลายเป็นที่รู้จักในชื่อ "รังสีฮอว์กิง" และเป็นที่ถกเถียงกันในตอนแรก แต่ในช่วงปลายทศวรรษที่ 70 และหลังจากการตีพิมพ์งานวิจัยเพิ่มเติม การค้นพบนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในสาขาฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ประการหนึ่งของทฤษฎีดังกล่าวก็คือหลุมดำค่อยๆ สูญเสียมวลและพลังงานไป ด้วยเหตุนี้ หลุมดำที่สูญเสียมวลมากกว่าที่ได้รับจะต้องหดตัวและหายไปในที่สุด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า 'การระเหย' ของหลุมดำ

ในปี พ.ศ. 2524 ฮอว์คิงเสนอว่าข้อมูลในหลุมดำจะสูญหายไปอย่างถาวรเมื่อหลุมดำระเหยออกไป ในสิ่งที่เรียกว่า "ความขัดแย้งทางข้อมูลหลุมดำ" เขาแย้งว่าข้อมูลทางกายภาพอาจหายไปตลอดกาลในหลุมดำ ส่งผลให้สถานะทางกายภาพหลายสถานะมาบรรจบกันเป็นหนึ่งเดียว

ทฤษฎีนี้ขัดแย้งกันเนื่องจากละเมิดหลักการพื้นฐานสองประการของฟิสิกส์ควอนตัม ฟิสิกส์ควอนตัมยืนยันว่าข้อมูลที่สมบูรณ์ของระบบฟิสิกส์ - สถานะของสสาร (มวล ตำแหน่ง การหมุน อุณหภูมิ ฯลฯ) - จะถูกเข้ารหัสในฟังก์ชันคลื่นของมันจนกว่าฟังก์ชันจะพังทลายลง สิ่งนี้นำไปสู่หลักการอีกสองประการ

การกำหนดระดับควอนตัมประการแรก ระบุว่า - เมื่อพิจารณาจากฟังก์ชันคลื่นในปัจจุบัน - การเปลี่ยนแปลงในอนาคตจะถูกกำหนดโดยผู้ดำเนินการวิวัฒนาการโดยเฉพาะ การพลิกกลับประการที่สอง ระบุว่าตัวดำเนินการวิวัฒนาการมีด้านผกผัน ซึ่งหมายความว่าฟังก์ชันคลื่นในอดีตมีลักษณะเฉพาะเช่นกัน การรวมกันของหลักการเหล่านี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าข้อมูลเกี่ยวกับสถานะควอนตัมของสสารจะต้องได้รับการเก็บรักษาไว้เสมอ

ฮอว์คิงที่ทำเนียบขาวเพื่อรับรางวัลเหรียญแห่งอิสรภาพ

ด้วยการสมมติว่าข้อมูลหายไปเมื่อหลุมดำระเหยไป ฮอว์คิงได้สร้างความขัดแย้งขั้นพื้นฐานขึ้นมา หากหลุมดำสามารถระเหยได้ ส่งผลให้ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับฟังก์ชันคลื่นควอนตัมหายไป ข้อมูลโดยหลักการแล้วอาจสูญหายไปตลอดกาล ปัญหานี้กลายเป็นประเด็นถกเถียงในหมู่นักวิทยาศาสตร์และยังไม่ได้รับการแก้ไขจนถึงทุกวันนี้

ถึงกระนั้น ภายในปี 2003 มีความเห็นพ้องต้องกันในหมู่นักฟิสิกส์ว่าฮอว์คิงคิดผิดเกี่ยวกับการสูญเสียข้อมูลในหลุมดำ ในการบรรยายที่ดับลินในปี พ.ศ. 2547 เขายอมรับว่าเขาแพ้เดิมพันในเรื่องนี้กับจอห์น เพรสสกิลจากคาลเทค (ซึ่งเขาทำไว้ในปี พ.ศ. 2540) แต่ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาของเขาเองและค่อนข้างเป็นที่ถกเถียงกันสำหรับปัญหาความขัดแย้ง: เป็นไปได้ว่าหลุมดำ สามารถมีได้มากกว่าหนึ่งโทโพโลยี

ในรายงานปี 2005 ที่เขาตีพิมพ์ในหัวข้อ "การสูญเสียข้อมูลในหลุมดำ" เขาแย้งว่าความขัดแย้งของข้อมูลนั้นอธิบายได้โดยการศึกษาประวัติศาสตร์ทางเลือกทั้งหมดของจักรวาล เมื่อการสูญเสียข้อมูลในหลุมดำหนึ่งถูกชดเชยในอีกหลุมหนึ่งที่ไม่มีพวกมัน ด้วยเหตุนี้ ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2557 ฮอว์คิงจึงเรียกความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำว่าเป็น "ความผิดพลาดครั้งใหญ่ที่สุด" ของเขา

ฮอว์คิงและปีเตอร์ ฮิกส์ที่เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่

นอกเหนือจากการขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับหลุมดำและจักรวาลวิทยาด้วยการประยุกต์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมแล้ว Stephen Hawking ยังมีบทบาทสำคัญในการนำวิทยาศาสตร์ไปสู่ผู้ฟังในวงกว้างอีกด้วย ในระหว่างอาชีพนักวิทยาศาสตร์อันยาวนาน เขายังตีพิมพ์หนังสือยอดนิยมหลายเล่ม เดินทางไปอย่างกว้างขวางและบรรยาย และปรากฏตัวในรายการทีวีและภาพยนตร์

ในอาชีพของเขา ฮอว์คิงยังกลายเป็นนักการศึกษาที่มีชื่อเสียง โดยผลิตนักศึกษาปริญญาเอกที่ประสบความสำเร็จ 39 คนเป็นการส่วนตัว ชื่อของเขาจะยังคงอยู่ในประวัติศาสตร์การค้นหาสติปัญญาจากนอกโลก และการพัฒนาหุ่นยนต์และปัญญาประดิษฐ์ เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2015 Stephen Hawking ได้ช่วยเปิดตัวโครงการ Breakthrough Initiatives ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกในจักรวาล

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า Stephen Hawking เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน งานของเขาในสาขาฟิสิกส์ดาราศาสตร์และกลศาสตร์ควอนตัมทำให้เกิดความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจอวกาศและเวลา และก่อให้เกิดข้อโต้แย้งมากมายในหมู่นักวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ที่มีชีวิตแทบไม่มีใครทำอะไรมากมายเพื่อดึงดูดความสนใจของสาธารณชนให้มาสนใจวิทยาศาสตร์

มีบางอย่างในฮอว์คิงจากอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ บรรพบุรุษของเขา ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้มีอิทธิพลและมีชื่อเสียงอีกคนที่ทำทุกอย่างเพื่อต่อสู้กับความไม่รู้และวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้า แต่สิ่งที่น่าประทับใจที่สุดคือทุกสิ่งที่ฮอว์คิงทำในชีวิตของเขา (จากจุดหนึ่ง) คือการต่อสู้กับโรคความเสื่อมอย่างไม่หยุดยั้ง (อ่านตัวอย่างในขณะที่ยังคงอยู่นิ่ง ๆ )

เป็นเวลากว่า 52 ปีที่ฮอว์คิงป่วยด้วยโรคร้ายซึ่งแพทย์ระบุว่าน่าจะคร่าชีวิตเขาไปใน 2 ปี และเมื่อถึงวันที่ฮอว์คิงไม่ได้อยู่กับเราอีกต่อไป เวลาจะทำให้เขาอยู่เคียงข้างไอน์สไตน์ นิวตัน กาลิเลโอ และคูรี ในฐานะหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์

นักจักรวาลวิทยาและนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคของเรา นักวิทยาศาสตร์ในอนาคตเกิดในปี พ.ศ. 2485 เริ่มประสบปัญหาสุขภาพเมื่ออายุ 20 ปี เส้นโลหิตตีบด้านข้าง Amyotrophic ทำให้การเรียนที่ภาควิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่อ็อกซ์ฟอร์ดเป็นเรื่องยาก แต่ก็ไม่ได้ขัดขวางสตีเฟนจากการใช้ชีวิตที่กระตือรือร้นและมีความสำคัญ เขาแต่งงานในปี พ.ศ. 2508 และเข้าเป็นสมาชิกของ Royal Society of London ในปี พ.ศ. 2517 มาถึงตอนนี้เขามีลูกสาวหนึ่งคนและลูกชายสองคนแล้ว ในปี 1985 นักวิทยาศาสตร์คนนั้นหยุดพูด ทุกวันนี้ ในร่างกายของเขา มีเพียงอันเดียวบนแก้มของเขาที่ยังคงเคลื่อนไหวได้ ดูเหมือนจะไม่ขยับเขยื้อนและถึงวาระแล้ว อย่างไรก็ตามในปี 1995 เขาแต่งงานอีกครั้ง และในปี 2550 ... เขาบินในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง

บนโลกนี้ไม่มีใครขาดความคล่องตัวที่จะมีชีวิตที่สมบูรณ์ มีประโยชน์ และน่าสนใจเช่นนี้

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด พัฒนาการที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของฮอว์คิงคือทฤษฎีหลุมดำ "ทฤษฎีของฮอว์คิง" ดังที่เรียกกันในปัจจุบัน ได้เปลี่ยนแปลงมุมมองระยะยาวของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหลุมดำในจักรวาลไปอย่างสิ้นเชิง

ในช่วงเริ่มต้นของการทำงานตามทฤษฎีนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็เหมือนกับเพื่อนร่วมงานหลายคนแย้งว่าทุกสิ่งที่เข้าไปจะถูกทำลายไปตลอดกาล ความขัดแย้งที่ให้ข้อมูลนี้หลอกหลอนทหารและนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เชื่อกันว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างคุณสมบัติใด ๆ ของวัตถุอวกาศเหล่านี้ ยกเว้นมวล

หลังจากทำการศึกษาหลุมดำในปี 1975 ฮอว์คิงพบว่าพวกมันปล่อยกระแสโฟตอนและอนุภาคมูลฐานอื่นๆ ออกสู่อวกาศอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม แม้แต่นักวิทยาศาสตร์เองก็มั่นใจว่า "รังสีฮอว์คิง" นั้นเป็นแบบสุ่มและคาดเดาไม่ได้ ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษคิดว่ารังสีนี้ไม่มีข้อมูลใดๆ

อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของจิตใจที่เฉียบแหลมคือความสามารถในการสงสัยอยู่ตลอดเวลา ฮอว์คิงทำการวิจัยต่อไปและค้นพบว่าการระเหยของหลุมดำ (เช่น รังสีฮอว์กิง) ถือเป็นควอนตัมในธรรมชาติ สิ่งนี้ทำให้เขาสามารถสรุปได้ว่าข้อมูลที่ตกลงไปในหลุมดำนั้นไม่ได้ถูกทำลาย แต่มีการเปลี่ยนแปลง ทฤษฎีที่ว่าสถานะของหลุมเป็นแบบถาวรนั้นเป็นจริงเมื่อมองจากมุมมองของฟิสิกส์ที่ไม่ใช่ควอนตัม

ตามทฤษฎีควอนตัม สุญญากาศจะเต็มไปด้วยอนุภาค "เสมือน" ที่แผ่รังสีสนามฟิสิกส์ที่แตกต่างกัน ความแรงของรังสีเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เมื่อมีความรุนแรงมาก คู่อนุภาค-ปฏิปักษ์สามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงจากสุญญากาศที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ (ขอบเขต) ของหลุมดำ หากพลังงานทั้งหมดของอนุภาคหนึ่งกลายเป็นบวกและพลังงานที่สองเป็นลบหากในเวลาเดียวกันอนุภาคก็ตกลงไปในหลุมดำพวกมันก็เริ่มมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป ปฏิปักษ์เชิงลบเริ่มลดพลังงานนิ่งของหลุมดำ ในขณะที่อนุภาคบวกมีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุด

เมื่อมองจากภายนอก กระบวนการนี้ดูเหมือนเป็นการระเหยจากหลุมดำ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า "รังสีฮอว์กิง" นักวิทยาศาสตร์พบว่า "การระเหย" ของข้อมูลที่บิดเบี้ยวนี้มีสเปกตรัมความร้อนของตัวเอง ซึ่งมองเห็นได้จากอุปกรณ์ และมีอุณหภูมิที่แน่นอน

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการแผ่รังสีของฮอว์คิงบ่งชี้ว่าข้อมูลไม่ได้สูญหายไปทั้งหมดและหายไปตลอดกาลในหลุมดำ เขามั่นใจว่าฟิสิกส์ควอนตัมพิสูจน์ให้เห็นถึงความเป็นไปไม่ได้ที่จะทำลายล้างหรือสูญเสียข้อมูลโดยสิ้นเชิง และนั่นหมายความว่าข้อมูลดังกล่าว แม้ว่าจะอยู่ในรูปแบบที่ได้รับการแก้ไข แต่ก็มีรังสีฮอว์กิงอยู่ด้วย

หากนักวิทยาศาสตร์พูดถูก อดีตและอนาคตของหลุมดำก็สามารถสำรวจได้ในลักษณะเดียวกับประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ดวงอื่น

น่าเสียดายที่ความคิดเห็นเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลาหรือไปยังจักรวาลอื่นด้วยความช่วยเหลือของหลุมดำ การมีอยู่ของรังสีฮอว์กิงพิสูจน์ให้เห็นว่าวัตถุใดๆ ที่ตกลงไปในหลุมจะกลับมายังจักรวาลของเราในรูปแบบของข้อมูลที่เปลี่ยนแปลง

ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ทุกคนที่มีความเชื่อเหมือนนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษคนนี้ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังปฏิเสธที่จะท้าทายพวกเขาด้วย ทุกวันนี้ทั้งโลกกำลังรอสิ่งพิมพ์ใหม่ของ Hawking ซึ่งเขาสัญญาว่าจะยืนยันในรายละเอียดและสรุปถึงความเป็นกลางของทฤษฎีของเขาที่ทำให้โลกวิทยาศาสตร์กลับหัวกลับหาง

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถได้รับรังสีฮอว์กิงในห้องปฏิบัติการอีกด้วย เรื่องนี้เกิดขึ้นในปี 2010

มีปรากฏการณ์หนึ่งที่สะท้อนปรากฏการณ์ต่าง ๆ เช่นหลุมดำและอนุภาคมูลฐานในการโต้ตอบกัน รังสีฮอว์กิงหรือควอนตัม...

โดย มาสเตอร์เว็บ

26.06.2018 18:00

หลุมดำและอนุภาคมูลฐาน ฟิสิกส์สมัยใหม่เชื่อมโยงแนวคิดของวัตถุเหล่านี้เข้าด้วยกัน แนวคิดแรกอธิบายไว้ในกรอบของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ และแนวคิดที่สองในโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสนามควอนตัม เป็นที่ทราบกันดีว่าทฤษฎีการทดลองที่สวยงามและได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำอีกทั้งสองนี้ไม่ได้เป็น "เพื่อน" กันมากนัก อย่างไรก็ตาม มีปรากฏการณ์หนึ่งที่สะท้อนถึงปรากฏการณ์ที่แตกต่างกันดังกล่าวในการมีปฏิสัมพันธ์ นี่คือรังสีฮอว์กิง หรือการระเหยควอนตัมของหลุมดำ มันคืออะไร? มันทำงานอย่างไร? สามารถค้นพบได้หรือไม่? เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทความของเรา

หลุมดำและขอบเขตอันไกลโพ้นของพวกมัน

ลองจินตนาการถึงบริเวณหนึ่งของความต่อเนื่องของกาล-อวกาศที่ถูกครอบครองโดยร่างกาย เช่น ดาวฤกษ์ หากบริเวณนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราส่วนของรัศมีและมวลจนความโค้งโน้มถ่วงของความต่อเนื่องไม่อนุญาตให้มีสิ่งใด (แม้แต่ลำแสง) หลุดออกไป บริเวณดังกล่าวจะเรียกว่าหลุมดำ ในแง่หนึ่ง จริงๆ แล้วมันคือหลุม ซึ่งเป็นช่องว่างในความต่อเนื่อง ดังที่มักแสดงเป็นภาพประกอบ โดยใช้การแสดงพื้นที่สองมิติ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ เราจะไม่สนใจความลึกของการจุ่มนี้ แต่สนใจในขอบเขตของหลุมดำที่เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ในการพิจารณาคำถามเรื่องการแผ่รังสีฮอว์กิง คุณลักษณะที่สำคัญของขอบฟ้าก็คือจุดตัดของพื้นผิวนี้จะแยกวัตถุทางกายภาพออกจากอวกาศอย่างถาวรและสมบูรณ์

เกี่ยวกับสุญญากาศและอนุภาคเสมือน

ในการทำความเข้าใจทฤษฎีสนามควอนตัม สุญญากาศไม่ใช่ความว่างเปล่า แต่เป็นสื่อพิเศษ (หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือสถานะของสสาร) ซึ่งก็คือสนาม ซึ่งพารามิเตอร์ควอนตัมทั้งหมดมีค่าเท่ากับศูนย์ พลังงานของสนามดังกล่าวมีน้อยมาก แต่ก็ไม่ควรลืมหลักความไม่แน่นอน เพื่อให้เป็นไปตามนั้น สุญญากาศจะแสดงกิจกรรมความผันผวนที่เกิดขึ้นเอง มันแสดงออกมาในความผันผวนของพลังงานซึ่งไม่เคยละเมิดกฎหมายการอนุรักษ์เลย

ยิ่งความผันผวนของพลังงานสุญญากาศมีจุดสูงสุดเท่าใด ระยะเวลาก็จะสั้นลงเท่านั้น หากการสั่นดังกล่าวมีพลังงาน 2mc2 ซึ่งเพียงพอสำหรับการกำเนิดของอนุภาคคู่หนึ่ง อนุภาคเหล่านั้นจะเกิดขึ้น แต่จะทำลายล้างทันทีโดยไม่มีเวลากระจาย ดังนั้นพวกเขาจะระงับความผันผวน อนุภาคเสมือนดังกล่าวเกิดขึ้นจากค่าใช้จ่ายของพลังงานสุญญากาศ และคืนพลังงานนี้กลับไปเมื่อมันตาย การดำรงอยู่ของพวกมันได้รับการยืนยันจากการทดลอง เช่น เมื่อลงทะเบียนเอฟเฟกต์เมียร์ที่มีชื่อเสียง ซึ่งแสดงให้เห็นความดันของก๊าซของอนุภาคเสมือนบนวัตถุขนาดใหญ่

เพื่อให้เข้าใจถึงรังสีฮอว์กิง จำเป็นอย่างยิ่งที่อนุภาคในกระบวนการดังกล่าว (ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กตรอนที่มีโพซิตรอนหรือโฟตอน) จะต้องถูกสร้างขึ้นเป็นคู่ และโมเมนตัมรวมของพวกมันจะเป็นศูนย์

ด้วยความผันผวนของสุญญากาศในรูปแบบของคู่เสมือน เราจะเข้าใกล้ขอบของหลุมดำและดูว่าเกิดอะไรขึ้นที่นั่น

ที่ขอบเหว

เนื่องจากการมีอยู่ของขอบฟ้าเหตุการณ์ หลุมดำจึงสามารถเข้าไปแทรกแซงกระบวนการออสซิลเลชันของสุญญากาศที่เกิดขึ้นเองได้ แรงขึ้นน้ำลงใกล้พื้นผิวหลุมนั้นมีมหาศาล และสนามโน้มถ่วงที่นี่ไม่มีเนื้อเดียวกันอย่างยิ่ง มันช่วยเพิ่มพลวัตของปรากฏการณ์นี้ คู่ของอนุภาคควรถูกสร้างขึ้นอย่างแข็งขันมากกว่าในกรณีที่ไม่มีแรงภายนอก สำหรับกระบวนการนี้ หลุมดำจะใช้พลังงานความโน้มถ่วงของมันไป

ไม่มีสิ่งใดห้ามอนุภาคตัวใดตัวหนึ่งที่จะ "ดำดิ่ง" ใต้ขอบฟ้าเหตุการณ์ หากโมเมนตัมของมันถูกกำหนดทิศทางในวิธีที่เหมาะสมและการกำเนิดของทั้งคู่เกิดขึ้นเกือบจะถึงขอบฟ้า (ในกรณีนี้ หลุมจะใช้พลังงานเพื่อทำลายทั้งคู่) . จากนั้นจะไม่มีการถูกทำลายล้าง และคู่ของอนุภาคที่ว่องไวก็จะบินออกไปจากหลุมดำ เป็นผลให้พลังงานลดลงและด้วยเหตุนี้มวลของหลุมจึงเท่ากับมวลของผู้ลี้ภัย "การลดน้ำหนัก" นี้เรียกว่าการระเหยของหลุมดำ

เมื่ออธิบายการแผ่รังสีของหลุมดำ ฮอว์คิงดำเนินการอย่างแม่นยำด้วยอนุภาคเสมือน นี่คือความแตกต่างระหว่างทฤษฎีของเขากับมุมมองของ Gribov, Zeldovich และ Starobinsky ซึ่งแสดงออกในปี 1973 จากนั้นนักฟิสิกส์โซเวียตชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่อุโมงค์ควอนตัมของอนุภาคจริงจะผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งส่งผลให้หลุมดำควรมีรังสี

รังสีฮอว์กิงคืออะไร

ตามทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์หลุมดำไม่ได้แผ่รังสีอะไรเลย อย่างไรก็ตาม โฟตอนที่ออกจากหลุมดำจะมีสเปกตรัมความร้อน สำหรับผู้สังเกตการณ์ "ผลลัพธ์" ของอนุภาคนี้ควรมีลักษณะเหมือนหลุม เช่นเดียวกับวัตถุที่ได้รับความร้อน โดยปล่อยรังสีบางชนิดออกมา และสูญเสียพลังงานตามธรรมชาติในกระบวนการนี้ เป็นไปได้ที่จะคำนวณอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับรังสีฮอว์กิงโดยใช้สูตร TPH=(h∙c3)/(16p2∙k∙G∙M) โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ (ไม่ลดลง!), c คือความเร็วแสง , k คือค่าคงที่ของ Boltzmann, G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง, M คือมวลของหลุมดำ อุณหภูมิโดยประมาณนี้จะเท่ากับ 6.169∙10-8 K∙(M0/M) โดยที่ M0 คือมวลของดวงอาทิตย์ ปรากฎว่ายิ่งหลุมดำมีมวลมาก อุณหภูมิที่สอดคล้องกับการแผ่รังสีก็จะยิ่งต่ำลง

แต่หลุมดำไม่ใช่ดาวฤกษ์ สูญเสียพลังงานก็ไม่เย็นลง ในทางกลับกัน! เมื่อมวลลดลง หลุมก็จะร้อนขึ้น การสูญเสียมวลหมายถึงรัศมีลดลง เป็นผลให้การระเหยดำเนินไปพร้อมกับความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น ตามมาด้วยรูเล็กๆ จะต้องทำให้ระเหยจนหมดด้วยการระเบิด จริงอยู่ที่การมีอยู่ของไมโครโฮลดังกล่าวยังคงเป็นเรื่องสมมุติ

มีคำอธิบายอีกทางหนึ่งของกระบวนการฮอว์กิงโดยอาศัยปรากฏการณ์อุนรูห์ (หรือสมมุติเช่นกัน) ซึ่งทำนายการลงทะเบียนของการแผ่รังสีความร้อนโดยผู้สังเกตการณ์ที่มีความเร่ง หากเชื่อมโยงกับกรอบอ้างอิงเฉื่อย ก็จะตรวจไม่พบรังสีใดๆ สุญญากาศรอบๆ วัตถุที่ยุบตัวอย่างรวดเร็วสำหรับผู้สังเกตจะเต็มไปด้วยรังสีที่มีลักษณะทางความร้อน

ปัญหาข้อมูล

ปัญหาที่ทฤษฎีรังสีของฮอว์กิงสร้างขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่า "ทฤษฎีบทไม่มีเส้นผม" สำหรับหลุมดำ สาระสำคัญโดยย่อมีดังนี้: หลุมนั้นไม่แยแสกับลักษณะเฉพาะของวัตถุที่ตกอยู่หลังขอบฟ้าเหตุการณ์ สิ่งที่สำคัญคือมวลที่ทำให้รูเติบโตขึ้น ข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของร่างกายที่ตกลงไปจะถูกเก็บไว้ภายในแม้ว่าผู้สังเกตการณ์จะไม่สามารถใช้ได้ก็ตาม และทฤษฎีของฮอว์คิงบอกเราว่าหลุมดำนั้นไม่คงอยู่ชั่วนิรันดร์ ปรากฎว่าข้อมูลที่จะถูกเก็บไว้ในนั้นหายไปพร้อมกับรู สำหรับนักฟิสิกส์สถานการณ์นี้ไม่ดีเนื่องจากจะนำไปสู่ความน่าจะเป็นที่ไร้ความหมายอย่างสมบูรณ์ของกระบวนการแต่ละอย่าง

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีพัฒนาการเชิงบวกในการแก้ไขความขัดแย้งนี้ รวมถึงการมีส่วนร่วมของฮอว์คิงด้วย ในปี 2558 ระบุว่าเนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของสุญญากาศ จึงเป็นไปได้ที่จะเปิดเผยพารามิเตอร์การแผ่รังสีของหลุมจำนวนไม่สิ้นสุด นั่นคือเพื่อ "ดึง" ข้อมูลออกมา

ปัญหาการลงทะเบียน

ความยากลำบากในการแก้ไขความขัดแย้งดังกล่าวรุนแรงขึ้นเนื่องจากไม่สามารถตรวจพบรังสีฮอว์กิงได้ ลองดูสูตรด้านบนอีกครั้ง มันแสดงให้เห็นว่าหลุมดำเย็นแค่ไหน - หนึ่งในร้อยล้านของเคลวินสำหรับหลุมที่มีมวลดวงอาทิตย์และรัศมีสามกิโลเมตร! การดำรงอยู่ของพวกเขาเป็นที่น่าสงสัยอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ยังมีความหวังสำหรับหลุมดำขนาดจิ๋ว (ร้อนและวัตถุ) แต่จนถึงขณะนี้ ยังไม่มีใครสังเกตเห็นพยานที่ทำนายตามทฤษฎีเหล่านี้ในยุคแรกสุดของจักรวาล

สุดท้ายนี้ จำเป็นต้องเพิ่มการมองโลกในแง่ดีเล็กน้อย ในปี 2559 มีรายงานเกี่ยวกับการค้นพบรังสีควอนตัมฮอว์กิงแบบอะนาล็อกบนแบบจำลองเสียงของขอบฟ้าเหตุการณ์ การเปรียบเทียบยังขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ Unruh ด้วย แม้ว่าจะมีขอบเขตที่จำกัด แต่ก็ไม่อนุญาตให้มีการศึกษาการหายตัวไปของข้อมูล แต่ก็หวังว่าการศึกษาดังกล่าวจะช่วยในการสร้างทฤษฎีหลุมดำใหม่ที่คำนึงถึงปรากฏการณ์ควอนตัมด้วย

ถนนเคียฟยาน 16 0016 อาร์เมเนีย เยเรวาน +374 11 233 255

ส่วนใหญ่เป็นโฟตอน หลุมดำ โดยอาศัยพลังงานและ "href="http://en.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D1%81%D0%BE% D1 %85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0% B3 % D0% B8% D0% B8 "> ของกฎการอนุรักษ์พลังงาน และ กระบวนการนี้มาพร้อมกับมวลที่ลดลงของหลุมดำ นั่นคือ "การระเหย" ของมัน ทำนายตามทฤษฎีโดย Stephen Hawking ในปี 1973 Hawking's งานก่อนหน้านั้นคือการไปเยือนมอสโกในปี 1973 ซึ่งเขาได้พบกับนักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียต ยาโคฟ เซลโดวิช และอเล็กซานเดอร์ สตาโรบินสกี ซึ่งแสดงให้ฮอว์คิงเห็นว่า ตามหลักการความไม่แน่นอนของกลศาสตร์ควอนตัม หลุมดำที่หมุนวนจะต้องสร้างและแผ่รังสีอนุภาค

การระเหยของหลุมดำเป็นกระบวนการควอนตัมล้วนๆ ความจริงก็คือแนวคิดเรื่องหลุมดำในฐานะวัตถุที่ไม่ปล่อยสิ่งใดออกมา แต่สามารถดูดซับสสารเท่านั้นนั้นใช้ได้ตราบใดที่ไม่คำนึงถึงผลกระทบทางควอนตัม ในกลศาสตร์ควอนตัม ต้องขอบคุณการขุดอุโมงค์ ทำให้สามารถเอาชนะอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นซึ่งระบบที่ไม่ใช่ควอนตัมผ่านไม่ได้

ในกรณีของหลุมดำ สถานการณ์จะเป็นดังนี้ ในทฤษฎีสนามควอนตัม สุญญากาศทางกายภาพเต็มไปด้วยความผันผวนของสนามข้อมูลต่างๆ ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและหายไป (เราอาจเรียกอีกอย่างว่า "อนุภาคเสมือน") ในด้านแรงภายนอก พลวัตของความผันผวนเหล่านี้จะเปลี่ยนไป และหากแรงมีขนาดใหญ่เพียงพอ คู่อนุภาค-ปฏิปักษ์ก็สามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงจากสุญญากาศ กระบวนการดังกล่าวยังเกิดขึ้นใกล้ (แต่ยังอยู่ภายนอก) ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ในกรณีนี้ อาจเป็นไปได้เมื่อพลังงานรวมของแอนติอนุภาคกลายเป็นลบ และพลังงานทั้งหมดของอนุภาคกลายเป็นบวก เมื่อตกลงสู่หลุมดำ ปฏิภาคจะลดพลังงานนิ่งทั้งหมด และมวลลง ในขณะที่อนุภาคสามารถบินออกไปสู่ระยะอนันต์ได้ สำหรับผู้สังเกตการณ์ระยะไกล สิ่งนี้ดูเหมือนรังสีจากหลุมดำ

สิ่งสำคัญไม่ได้เป็นเพียงข้อเท็จจริงของการแผ่รังสีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่ารังสีนี้มีสเปกตรัมความร้อนด้วย ซึ่งหมายความว่าการแผ่รังสีใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำสามารถสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่กำหนดได้

ค่าคงที่ของพลังค์อยู่ที่ไหน คคือความเร็วแสงในสุญญากาศ เค- ค่าคงที่ของ Boltzmann ชคือค่าคงที่แรงโน้มถ่วง และสุดท้าย มคือมวลของหลุมดำ ด้วยการพัฒนาทฤษฎีนี้ สามารถสร้างอุณหพลศาสตร์ที่สมบูรณ์ของหลุมดำได้

อย่างไรก็ตาม การเข้าใกล้หลุมดำดังกล่าวขัดแย้งกับกลศาสตร์ควอนตัม และนำไปสู่ปัญหาการสูญหายของข้อมูลในหลุมดำ

จนถึงขณะนี้ ผลกระทบยังไม่ได้รับการยืนยันจากการสังเกต ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในระหว่างการก่อตัวของเอกภพ หลุมดำปฐมภูมิควรเกิดขึ้น ซึ่งบางส่วน (ที่มีมวลเริ่มต้น 10,12 กิโลกรัม) น่าจะระเหยหมดไปในยุคของเรา เนื่องจากอัตราการระเหยจะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของหลุมดำลดลง ขั้นตอนสุดท้ายจึงต้องเป็นการระเบิดของหลุมดำ จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการบันทึกการระเบิดดังกล่าว

การยืนยันการทดลอง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมิลานกล่าวว่าพวกเขาได้สังเกตเห็นผลกระทบของรังสีฮอว์กิงโดยการสร้างแอนตีโพดของหลุมดำ หรือที่เรียกว่าหลุมขาว ต่างจากหลุมสีขาวซึ่ง "ดูด" สารทั้งหมดและการแผ่รังสีจากภายนอก หลุมสีขาวจะหยุดแสงที่เข้ามาโดยสิ้นเชิง ทำให้เกิดขอบเขตหรือขอบฟ้าเหตุการณ์ ในการทดลอง บทบาทของหลุมสีขาวเล่นโดยคริสตัลควอตซ์ซึ่งมีโครงสร้างบางอย่างและถูกวางไว้ในสภาวะพิเศษ ซึ่งภายในนั้นโฟตอนของแสงหยุดทำงานอย่างสมบูรณ์ ด้วยการส่องสว่างคริสตัลดังกล่าวด้วยแสงเลเซอร์อินฟราเรด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบและยืนยันการมีอยู่ของรังสีฮอว์กิงซึ่งมีเอฟเฟกต์การแผ่รังสีซ้ำ

นักฟิสิกส์ Jeff Steinhauer จากสถาบันเทคโนโลยีอิสราเอลในเมือง Haifa ตรวจพบรังสีที่ Stephen Hawking ทำนายไว้ในปี 1974 นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างอะนาล็อกอะคูสติกของหลุมดำและแสดงให้เห็นในการทดลองว่ามันปล่อยรังสีที่มีลักษณะเป็นควอนตัม บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Physics สั้นๆ เกี่ยวกับรายงานการศึกษาของ BBC News
...การแก้ไขการแผ่รังสีบนหลุมดำจริงนั้นยังเป็นไปไม่ได้ เพราะมันอ่อนเกินไป ดังนั้น Steinhauer จึงใช้อะนาล็อกซึ่งเรียกว่า "หลุมบอด" เพื่อจำลองขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ เขาได้นำคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์จากอะตอมของรูบิเดียมที่ถูกทำให้เย็นลงจนมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์
ความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในนั้นน้อยมาก - ประมาณ 0.5 มม. / วินาที และถ้าคุณสร้างขอบเขต ด้านหนึ่งซึ่งอะตอมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเปรี้ยงปร้าง และอีกด้านหนึ่งอะตอมเร่งความเร็วเป็นความเร็วเหนือเสียง ขอบเขตนี้จะคล้ายกับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ควอนตัมอะตอม ในกรณีนี้คือ โฟนัน ถูกจับในการทดลองโดยบริเวณที่มีความเร็วเหนือเสียง โฟนันเสียหายหลายคู่ อันหนึ่งอยู่ในภูมิภาคหนึ่ง และอันที่สองอยู่อีกที่หนึ่ง ความสัมพันธ์ที่นักวิทยาศาสตร์บันทึกไว้บ่งชี้ว่าอนุภาคกลายเป็นควอนตัมพันกัน