כל דבר ביקום נגזר דינו להתאדות – תאוריית הקרינה של הוקינג איננה מוגבלת לחורים שחורים

מחקר מראה שסטיבן הוקינג צדק ברובו לגבי ההתאדות של חורים שחורים באמצעות קרינת הוקינג. אבל המחקר מדגיש שאופק האירועים אינו חיוני לקרינה הזאת, וכבידה ועיקום המרחב זמן ממלאים תפקידים חשובים. מהממצאים עולה שכל העצמים הגדולים, לא רק חורים שחורים, יכולים להתאדות בסופו של דבר בגלל תהליך קרינה דומה.

מחקר תאורטי חדש של מייקל וונדרק, וולטר ואן סוילקום והיינו פאלקה מאוניברסיטת ראדבוד הראה שסטיבן הוקינג צדק לגבי חורים שחורים, אבל לא לגמרי. בגלל קרינת הוקינג, חורים שחורים בסופו של דבר יתאדו, אבל אופק האירועים אינו קריטי כפי שחשבו. גם הכבידה ועיקום המרחב זמן גורמים לקרינה הזאת. זה אומר שכל העצמים הגדולים ביקום, כמו שרידי כוכבים, בסופו של דבר יתאדו.

כשהוא משתמש בשילוב חכם של פיזיקת קוונטים ותאוריית הכבידה של איינשטיין, סטיבן הוקינג טען שהיצירה וההשמדה הספונטניות של זוגות חלקיקים חייבות להתרחש קרוב לאופק האירועים (הנקודה שמעבר לה אי אפשר להימלט מכוח הכבידה של החור השחור).  חלקיק והאנטי חלקיק שלו נוצרים לזמן קצר מאוד מהשדה הקוונטי, ואחריו הם מושמדים מייד. אבל לפעמים חלקיק נופל לתוך החור השחור, ואז החלקיק השני יכול להימלט: קרינת הוקינג. לדברי הוקינג, זה יגרום בסופו של דבר להתאדות של חורים שחורים.

במחקר החדש הזה, החוקרים באוניברסיטת ראדבוד בחנו מחדש את התהליך הזה וחקרו האם הנוכחות של אופק אירועים אכן קריטית. הם שילבו טכניקות מפיזיקה, אסטרונומיה ומתמטיקה כדי לבדוק מה קורה אם זוגות חלקיקים כאלה נוצרים בסביבה של חורים שחורים. המחקר הראה שחלקיקים חדשים יכולים להיווצר גם במרחק רב מהאופק הזה. מייקל וונדרק: “אנו מראים שבנוסף לקרינת הוקינג הידועה, יש גם צורה חדשה של קרינה”.

ואן סוילקום: “אנו מראים שהרחק מעבר לחור שחור עיקום המרחב זמן ממלא תפקיד חשוב ביצירת קרינה. החלקיקים כבר מופרדים שם על ידי כוחות הגאות של שדה הכבידה”. בעבר חשבו ששום קרינה לא אפשרית ללא אופק האירועים, אבל המחקר הזה מראה שהאופק הזה אינו נחוץ.

פאלקה: “זה אומר שגם לעצמים ללא אופק אירועים, כמו השרידים של כוכבים מתים ועצמים גדולים אחרים ביקום, יש קרינה מסוג זה. ואחרי זמן רב מאוד, זה יגרום לכל דבר ביקום להתאדות בסופו של דבר, בדיוק כמו חורים שחורים. זה משנה לא רק את ההבנה שלנו לגבי קרינת הוקינג אלא גם את השקפתנו לגבי היקום ועתידו”.