Как бы вы обнаружили излучение Хокинга?

Хокинг предположил, что черная дыра должна излучать и, следовательно, терять массу ( излучение Хокинга ). Однако, согласно классической теории относительности, ничто не может покинуть черную дыру, излучение Хокинга просто упадет обратно внутрь черной дыры. Поэтому как можно измерить излучение Хокинга или эта гипотеза навсегда останется гипотезой?

«Ничто не может ускользнуть от черной дыры» верно только в отношении того, что находится внутри горизонта событий. Излучение Хокинга возникает из-за «флуктуаций вакуума, [которые] заставляют пару частица-античастица появляться близко к горизонту событий черной дыры. Одна из пары падает в черную дыру, а другая убегает».
@RedGrittyBrick аккуратно резюмирует, почему излучение Хокинга не возвращается в черную дыру. Излучение Хокинга можно измерить так же, как измеряют любое другое электромагнитное излучение. Чтобы идентифицировать такое излучение как излучение Хокинга, вам нужно будет измерить спектр предполагаемой черной дыры и сравнить наблюдаемый спектр с теоретически предсказанным для излучения Хокинга.
@adeetya идея о том, что излучение Хокинга возникает из-за того, что один член виртуальной пары пересекает горизонт событий, - это просто метафора. См. физику.stackexchange.com/q /30597 для более подробной информации.
Возможный дубликат: physics.stackexchange.com/q/11576/2451

Ответы (1)

Концептуальная заминка, связанная с падением излучения Хокинга обратно в черную дыру, является недоразумением. Вы правы в том, что классически «ничто не может ускользнуть от черной дыры». Хитрость излучения Хокинга заключается в том, что оно формируется на горизонте черной дыры и вытягивает из нее энергию. Излучение не выходит из черной дыры, оно крадет энергию у черной дыры, чтобы излучать излучение сразу за горизонтом событий. Статья в Википедии, на которую вы ссылаетесь, подробно описывает это.

При этом ваш вопрос касается того, как мы можем обнаружить излучение Хокинга от черной дыры. Учитывая современные технологии, мы не можем. Астрофизические черные дыры (массивные) излучают настолько низкоэнергетическое излучение, что космическое микроволновое фоновое излучение заглушает его. См. термодинамику черной дыры для получения дополнительной информации об этом.

Лучшее, что мы можем сделать для наблюдения излучения Хокинга, — это наблюдать микрочерную дыру . Мы пока не можем сделать их в лаборатории (возможно, в конце концов у нас будет технология для этого), но есть модели больших мешков, которые предсказывают, что они были созданы в начале Вселенной и теперь достаточно стары, чтобы иметь наблюдаемое излучение / испаряться. Если это предсказание верно, то гамма-телескоп Ферми, возможно, сможет обнаружить излучение Хокинга от испаряющейся микрочерной дыры.