Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvað er Hawking-geislun og hvað gerir hún?

Upp úr 1970 lagði stjarneðlisfræðingurinn Stephen Hawking á grundvelli skammtafræðinnar fram kenningar um að svarthol sendi frá sér geislun. Í reynd geislar svartholið sjálft ekki frá sér efni, enda gengi það þvert á skilgreininguna á svartholi, heldur kemur geislunin frá svæðinu rétt utan við hinn svokallaða sjóndeildarflöt. Að jafnaði er litið á sjóndeildarflöt svarthols sem yfirborð þess. Flöturinn er þó ekki yfirborð í eiginlegum skilningi, það er hann er ekki gerður úr efnisögnum. Hann markar staðinn þar sem þyngdarsvið svartholsins verður nægjanlega öflugt til að ljósgeisli sem fer inn fyrir flötinn sleppur ekki þaðan aftur, það er þar sem lausnarhraði svartholsins verður jafn hraða ljóssins.

Hawking-geislun í verki. Eind myndast ásamt andeind sinni og andeindin hverfur inn í svartholið. Sú sem ekki fellur inn virðist þannig vera geislun frá svartholinu.

Óvissulögmál skammtafræðinnar kveður á um að undir vissum kringumstæðum geta agnir myndast úr engu en einungis í afar skamman tíma í senn (sjá efstu mynd hér til vinstri). Þar sem orka getur ekki myndast úr engu myndast bæði eind, sú bláa, og andeind hennar, sú rauða. Þannig myndast engin umframorka, það er heildarorkan er ennþá núll. Setjum sem svo að nú dragist andeindin, eindin með neikvæðu orkuna, inn í svartholið en jáeindin sleppi burt (sjá myndina í miðið). Í raun geta einungis eindir með jákvæða orku sloppið burt frá svartholinu. Þar sem efnisagnir í alheimi eru undantekningalítið hlaðnar jákvæðri orku er svartholið, sem rauða ögnin féll inn í, með jákvæða orku. Þegar ögnin fer inn minnkar því heildarorka svartholsins og því massi þess. Athuganda sem stendur hjá virðist sem svartholið geisli frá sér jáeindinni þó hún myndist í raun rétt utan sjóndeildarflatarins (neðsta myndin hér að framan). Þessi geislun kallast Hawking-geislun.

Til að þessi geislun geti átt sér stað þarf hiti svartholsins að vera meiri en hitinn í geimnum umhverfis svartholið. Þeim mun massaminna sem svarthol er þeim mun heitara er það. Því eykst þessi geislun stöðugt. Á endanum gufar svartholið endanlega upp með tilheyrandi hamagangi og látum. Uppgufun svarthols tekur mjög langan tíma. Útreikningar sýna að svarthol með massa meðalstjörnu gufi upp á 1065 árum og ofursvarthol á borð við þau sem álitið er að leynist í miðjum vetrarbrauta hverfi eftir 10100 ár. Til samanburðar má skoða að aldur alheims er rétt um 1,4·1010 ár. Því er næsta víst að svartholin gufa ekki upp í bráð.


Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um svarthol á Stjörnufræðivefnum og er hér birt með góðfúslegu leyfi.

Útgáfudagur

12.2.2013

Spyrjandi

Ari Björnsson, f. 1996

Höfundur

Ottó Elíasson

doktorsnemi í eðlisfræði í Árósarháskóla

Tilvísun

Ottó Elíasson. „Hvað er Hawking-geislun og hvað gerir hún?“ Vísindavefurinn, 12. febrúar 2013. Sótt 24. september 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=48874.

Ottó Elíasson. (2013, 12. febrúar). Hvað er Hawking-geislun og hvað gerir hún? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=48874

Ottó Elíasson. „Hvað er Hawking-geislun og hvað gerir hún?“ Vísindavefurinn. 12. feb. 2013. Vefsíða. 24. sep. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=48874>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Röntgengeisli

Röntgengeislar eru rafsegulgeislun með afar lítilli bylgjulengd og hárri tíðni. Þeir draga nafn sitt af þýska eðlisfræðingnum Wilhelm Röntgen (1845–1923) sem uppgötvaði þá fyrstur. Notkun röntgengeisla til sjúkdómsgreiningar og meðferðar í læknisfræði varð fljótt að sérgrein innan læknisfræðinnar. Fyrsta eiginlega röntgenmyndin var tekin 22. desember 1895. Hún er af hendi Önnu Berthu, konu Röntgens.