Was ist hawking strahlung?
Hawking-Strahlung
Die Hawking-Strahlung ist eine theoretische Vorhersage, dass Schwarze Löcher nicht vollkommen schwarz sind, sondern in geringem Maße thermische Strahlung aussenden. Diese Strahlung entsteht durch Quanteneffekte in der Nähe des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs.
Entdeckung und Namensgebung:
Die Hawking-Strahlung wurde 1974 von dem britischen Physiker Stephen Hawking vorhergesagt, daher der Name. Hawking kombinierte dabei die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenfeldtheorie.
Entstehungsprozess:
Die Entstehung der Hawking-Strahlung kann vereinfacht wie folgt erklärt werden:
- Die Quantenfeldtheorie besagt, dass der leere Raum nicht wirklich leer ist, sondern ständig virtuelle Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen und sich sofort wieder vernichten.
- In der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs kann es vorkommen, dass ein solches Paar entsteht, bevor es sich wieder vernichten kann.
- Eines der Teilchen fällt in das Schwarze Loch, während das andere entkommt.
- Aus Sicht eines Beobachters in großer Entfernung scheint das Schwarze Loch ein Teilchen ausgesendet zu haben.
Eigenschaften der Hawking-Strahlung:
- Die Hawking-Strahlung hat ein thermisches Spektrum, ähnlich der Schwarzkörperstrahlung.
- Die Temperatur der Hawking-Strahlung ist umgekehrt proportional zur Masse des Schwarzen Lochs. Kleine Schwarze Löcher strahlen daher intensiver als große Schwarze Löcher.
- Die emittierten Teilchen sind nicht nur Photonen, sondern können auch andere Teilchen wie Elektronen, Positronen und Neutrinos sein.
Konsequenzen:
- Die Hawking-Strahlung führt dazu, dass Schwarze Löcher langsam verdampfen und ihre Masse verlieren. Dieser Prozess ist jedoch extrem langsam für Schwarze Löcher von stellarer Masse.
- Die Hawking-Strahlung wirft wichtige Fragen zur Informationsparadoxie Schwarzer Löcher auf.
- Bisher wurde die Hawking-Strahlung experimentell noch nicht direkt nachgewiesen, es gibt aber indirekte Hinweise und Analogien, die die Theorie unterstützen.