研究者チームは、ホーキング放射によってブラックホールが蒸発するというスティーブン・ホーキング博士の予測を確認したが、決定的な修正を加えた。 彼らの研究によると、事象の地平線（それを越えるとブラックホールの重力から逃れることができない境界線）は、ホーキング放射の生成においてこれまで考えられていたほど重要ではないという。 代わりに、重力と時空の曲率がこのプロセスで重要な役割を果たします。 この洞察は、ホーキング放射の範囲を宇宙のすべての大きな天体に拡張します。これは、十分に長い期間が経過すると、宇宙のすべてが蒸発する可能性があることを意味します。
研究によると、ブラックホールがホーキング放射によって蒸発するというスティーブン・ホーキング博士の考えはほぼ正しかった。 しかし、この研究では、事象の地平面はこの放射にとって必須ではなく、重力と時空の曲率が重要な役割を果たしていることが強調されています。 この結果は、ブラックホールだけでなく、すべての大きな天体が同様の放射線プロセスにより最終的に蒸発する可能性があることを示しています。
ラドバウド大学のマイケル・ウォンドラック氏、ウォルター・ファン・スワイジェルコム氏、ヘイノ・フォーク氏らによる新しい理論研究は、完全ではないものの、ブラックホールについてスティーブン・ホーキング博士が正しかったことを示している。 ホーキング放射のため、ブラックホールは最終的には蒸発しますが、事象の地平線は考えられていたほど重要ではありません。 重力と時空の湾曲もこの放射を引き起こします。 これは、星の残骸など、宇宙にあるすべての大きな物体は最終的に蒸発することを意味します。
スティーブン・ホーキング博士は、量子物理学とアインシュタインの重力理論を巧みに組み合わせて、粒子ペアの自発的な生成と消滅は事象の地平線（それを超えると重力から逃れられない点）の近くで起こるに違いないと主張しました。[{” attribute=””>black hole). A particle and its anti-particle are created very briefly from the quantum field, after which they immediately annihilate. But sometimes a particle falls into the black hole, and then the other particle can escape: Hawking radiation. According to Hawking, this would eventually result in the evaporation of black holes.
Schematic of the presented gravitational particle production mechanism in a Schwarzschild spacetime. The particle production event rate is highest at small distances, whereas the escape probability [represented by the increasing escape cone (white)] 遠距離では最高です。 クレジット: マテリアルレビューレター
螺旋
この新しい研究では、ラドバウド大学の研究者らがこのプロセスを再検討し、事象の地平線の存在が重要であるかどうかを調査した。 彼らは物理学、天文学、数学の技術を組み合わせて、そのような粒子のペアがブラックホールの近くで生成された場合に何が起こるかを調べました。 この研究は、この地平線をはるかに超えたところにも新しい粒子が生成される可能性があることを示しました。 マイケル・ウォンドラック: 「よく知られたホーキング放射に加えて、新しい形態の放射も存在することを証明しました。」
すべてが蒸発する
ヴァン・スイレコム氏: 「ブラックホールから遠く離れた場所では、時空の曲率が放射線の発生に大きな役割を果たしていることがわかりました。そこでは粒子はすでに重力場の潮汐力によって分離されています。」 以前は事象の地平線がなければ放射線は発生しないと考えられていましたが、今回の研究はそのような地平線が必要ではないことを示しています。
フォーク: 「これは、死んだ星の残骸や宇宙の他の大きな天体など、事象の地平線を持たない天体もこの種の放射線を持っていることを意味します。非常に長い時間が経つと、最終的には宇宙のあらゆるものを蒸発させます。これはホーキング放射に対する私たちの理解を変えるだけでなく、宇宙とその未来に対する私たちの見方も変えます。」
この研究は6月2日に出版された。 DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.221502
Michael Wondrak is excellence fellow at Radboud University and an expert in quantum field theory. Walter van Suijlekom is a Professor of Mathematics at Radboud University and works on the mathematical formulation of physics problems. Heino Falcke is an award-winning Professor of Radio Astronomy and Astroparticle Physics at Radboud University and known for his work on predicting and making the first picture of a black hole.
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