Stephen Hawking va ser un dels físics teòrics més importants de l’últim segle. Un dels descobriments més importants que va realitzar durant la seva carrera va ser l’anomenada radiació Hawking. Aquesta radiació és la responsable de que els forats negres emetin energia, i, en conseqüència, s’evaporin de mica en mica.
Però, què és exactament la radiació Hawking, i com es produeix?
Què és la radiació Hawking?
La idea de la radiació Hawking es basa en el fet que l’espai buit no està realment buit. Aquest pot ser un concepte complicat d’entendre. Tot i que en el buit no hi ha partícules, els camps quàntics que permeten la seva existència hi són presents.
Com que aquests camps no tenen una energia nul·la, a les més petites escales es creen pars de partícules, anomenades «partícules virtuals». Aquests pars de partícules consisteixen en una partícula i una anti-partícula. En una fracció de segon s’aniquilen entre elles, alliberant energia en el procés, de manera que «retornen» l’energia utilitzada per aparèixer del no-res.
Stephen Hawking, en un intent per saber si els forats negres tenen temperatura, es va preguntar què passaria si aquestes partícules virtuals apareguessin just al costat de l’horitzó d’esdeveniments d’un forat negre (l’horitzó d’esdeveniments és el límit a partir del qual esdevé impossible escapar del forat negre).
En un article que va publicar al 1974, Hawking va argumentar que quan una parella de partícules virtuals apareix prop de l’horitzó d’esdeveniments d’un forat negre, una d’elles cau dins del forat negre, mentre que l’altra aconsegueix escapar abans de que puguin aniquilar-se entre elles. El resultat és que, per una persona que observi el forat negre des de fora, semblaria que una partícula ha estat emesa. Això és el que anomenem radiació Hawking.
La temperatura dels forats negres
A causa de la radiació Hawking, els forats negres tenen temperatura. No obstant, les seves temperatures són extremadament baixes. Hawking va demostrar que la quantitat d’energia alliberada per un forat negre és inversament proporcional a la seva massa. Per tant, com més gran és la massa d’un forat negre, més baixa és la seva temperatura.
Un forat negre d’una massa solar (la massa del Sol) tindria una temperatura d’uns 10-8 graus Kelvin, mentre que un forat negre d’un milió de masses solars tindria una temperatura d’uns 10-14 graus Kelvin.
Aquestes temperatures estan just per sobre del zero absolut (la temperatura més baixa possible), i són baixíssimes en comparació al Fons Còsmic de Microones, que és la radiació provinent del Big Bang, que té una temperatura d’uns 2,725 graus Kelvin.
Pèrdua de massa dels forats negres
La radiació Hawking té una energia de càrrega positiva, el que implica que el forat negre perd l’energia corresponent quan emet una partícula. Aquesta pèrdua d’energia (i per tant de massa) també es pot descriure com l’absorció de partícules amb càrrega negativa pel forat negre.
Aquesta constant absorció de partícules amb energia de càrrega negativa, fa que el forat negre vagi perdent massa. Com hem explicat anteriorment, com més massa tingui un forat negre, menys energia perd, i a l’inrevés.
Per tant, els forats negres no viuen per sempre. Els forats negres que deixin d’absorbir materia acabaran desapareixent. No obstant, aquesta evaporació té una durada de temps immensa. S’estima que un forat negre d’una massa solar (i recordeu que n’existeixen que tenen desenes de milions de masses solars) tardaria 1064 anys per desaparèixer completament. En comparació, l’edat de l’univers és d’uns 1010 anys.
Entrades Similars:
Què és l’horitzó d’esdeveniments d’un forat negre?
Com es formen els forats negres?
Com es detecten els forats negres?
Sagitari A*: el forat negre del centre de la Via Làctia
Entrades Populars:
Perquè la Lluna només ens ensenya una cara?
Stephenson 2-18, l’estrella més gran coneguda a l’univers
L’explotació minera al cinturó d’asteroides, una font de recursos
La brossa espacial, un gran problema
Com es van extingir els dinosaures?
Què passaria si la Terra deixés de rotar?
La missió a Venus de la sonda Venus Express per la ESA
Quins són els requisits per a ser un planeta?
Perquè no es poden sentir sons a l’espai?
Quina mida i forma tindrien els extraterrestres?
Les unitats de mesura que fem servir en astronomia
Entrades Recents:
👍👍👍
Gràcies!!