ブラックホールは、科学を絶えず限界まで押し上げる謎の象徴です。しかし、人類の歴史を通して私たちがすでに学んだように、遅かれ早かれこれらの限界はすべて超えられます。 2019年、イスラエルの研究者たちは、物理学者の故スティーブン・ホーキング博士が数十年前に提唱した理論、ホーキング放射を証明することに成功した。
ホーキング放射: ブラックホールの質量損失
45 年以上前の 1974 年、天体物理学者スティーブン ホーキング博士は、量子論と一般相対性理論の概念に基づいた仮説を発表しました。ブラックホールが放射状に広がっていると示唆することで、ホーキング博士は、ブラックホールの重力が非常に強力であるため、光さえもその重力から逃れることができないという一般的な仮定に反論しました。
しかし、2019年に実証されたように、ブラックホールは確かに熱放射を放出しており、質量を絶えず失っています。したがって、純粋に理論的には、獲得する新しい物質が継続的に供給されない限り、時間の経過とともに溶解する可能性があります。ホーキング博士のアイデアとその最新の証明の基礎は、事象の地平面、つまりブラック ホールの端にある目に見える表面にある仮想粒子のペアによって提供されます。
このようなペアが事象の地平面で形成されると、その部分の 1 つ（粒子と反粒子で構成されます）がブラック ホールに引き込まれる可能性があります。ホーキング放射は、後に残るすべての粒子で構成されます。事象の地平線を横切って暗黒の深部に向かう反粒子は負のエネルギーを持っており、アインシュタインの相対性理論によれば、ブラック ホールの質量が減少するはずです。
音響等価物: 研究者がブラックホールをシミュレート
「この発見は、スティーブン・ホーキング博士とジェイコブ・ベケンシュタインの理論の間の関連性を確立した」とターゲスシュピーゲル紙は、チームリーダーのジェフ・スタインハウアー氏の発言を引用した。ベケンシュタインは、1973 年にはベケンシュタイン・ホーキング エントロピーを使ってホーキング理論の基礎を作成しました。 「興味深いことに、両者は温度はブラックホールの表面の重力によって決定されるべきであると結論付けましたが、彼らの計算は全く異なる考えに基づいていました。測定により、これが実際に適切な温度であることが確認されました。」
スタインハウアー氏と彼のチームは、実験室でブラックホールと同等の音響を作り出すことに成功した。約 8,000 個のルビジウム原子がボース アインシュタイン凝縮体を形成します。これは、それらの原子が一時的にすべて同じ物理的性質を帯びる程度まで冷却されることを意味します。次にレーザーを使用して超音速ゾーンを作成し、残りの部分は亜音速で流れ続けます。
これら 2 つのゾーン間の移行 (1 つは超音速領域、もう 1 つは亜音速領域) は事象の地平線をシミュレートします。研究者らはまさにこの時点で音波のペアを検出した。波の 1 つが「ブラック ホール」に向かって移動する一方で、もう 1 つの波は 0.351 ナノケルビンの温度でブラック ホールから遠ざかりました。それはホーキング博士が予言した放射線の証拠を提供します。さて、残る疑問は 1 つだけです。 すべてのブラックホールには本当に宇宙が含まれているのでしょうか?