Hawking-straling, ook wel Bekenstein-Hawking-straling genoemd, is een theoretische voorspelling van de Britse natuurkundige Stephen Hawking wat thermische eigenschappen verklaart met betrekking tot zwarte gaten.
Normaal wordt aangenomen dat een zwart gat alle materie en energie in het omliggende gebied erin trekt, als gevolg van de intense zwaartekrachtvelden; in 1972 stelde de Israëlische natuurkundige Jacob Bekenstein echter voor dat zwarte gaten een goed gedefinieerde vorm zouden moeten hebben entropie, en initieerde de ontwikkeling van thermodynamica met zwarte gaten, inclusief de emissie van energie, en in 1974 werkte Hawking het exacte theoretische model uit voor hoe een zwart gat zou kunnen uitstoten zwarte lichaamsstraling.
Hawking-straling was een van de eerste theoretische voorspellingen die inzicht gaf in hoe zwaartekracht zich kan verhouden tot andere vormen van energie, wat een noodzakelijk onderdeel is van elke theorie van kwantumzwaartekracht.
The Hawking Radiation Theory Explained
In een vereenvoudigde versie van de uitleg voorspelde Hawking dat energie fluctueert vanuit het vacuüm veroorzaken de vorming van deeltjes-antideeltje-paren van virtuele deeltjes nabij de gebeurtenishorizon van het zwart gat. Een van de deeltjes valt in het zwarte gat terwijl de andere ontsnapt voordat ze elkaar kunnen vernietigen. Het netto resultaat is dat, voor iemand die het zwarte gat bekijkt, het lijkt alsof er een deeltje is uitgestoten.
Omdat het uitgezonden deeltje positieve energie heeft, heeft het deeltje dat wordt geabsorbeerd door het zwarte gat negatieve energie ten opzichte van het buitenuniversum. Hierdoor verliest het zwarte gat energie en dus massa (omdat E = mc2).
Kleinere primordiale zwarte gaten kunnen zelfs meer energie uitstralen dan ze absorberen, waardoor ze netto massa verliezen. Grotere zwarte gaten, zoals die welke één zonnemassa zijn, absorberen meer kosmische straling dan ze uitzenden via Hawking-straling.
Controverse en andere theorieën over Black Hole Radiation
Hoewel Hawking-straling algemeen wordt geaccepteerd door de wetenschappelijke gemeenschap, is er nog steeds enige controverse aan verbonden.
Er bestaat enige bezorgdheid dat het uiteindelijk ertoe leidt dat informatie verloren gaat, wat de overtuiging in twijfel trekt dat informatie niet kan worden gecreëerd of vernietigd. Als alternatief, degenen die niet echt geloven dat zwarte gaten zelf bestaan, zijn even terughoudend om te accepteren dat ze deeltjes absorberen.
Bovendien trokken natuurkundigen de oorspronkelijke berekeningen van Hawking ter discussie in wat bekend werd als het trans-Planckiaanse probleem, op grond van het feit dat kwantumdeeltjes nabij de gravitatiehorizon gedraagt zich bijzonder en kan niet worden waargenomen of berekend op basis van ruimte-tijddifferentiatie tussen de coördinaten van de waarneming en dat wat is wordt waargenomen.
Zoals de meeste elementen van de kwantumfysica zijn observeerbare en testbare experimenten met betrekking tot de Hawking Radiation-theorie bijna onmogelijk uit te voeren; bovendien is dit effect te klein om onder experimenteel haalbare omstandigheden van de moderne wetenschap te worden waargenomen, dus de resultaten van dergelijke experimenten zijn nog steeds niet doorslaggevend om deze theorie te bewijzen.