Kann alles von einem schwarzen Loch entkommen?

Schwarze Löcher sind die schwärzesten Dinge im Universum. Wegen ihrer enormen, Raum biegen Schwerkraft ist alles, das in ihnen fällt auseinander und verlor sofort gerissen. Wissenschaftler haben ein schwarzes Loch, noch nie gesehen, weil nichts, nicht einmal Licht, ihnen zu entkommen.

Na ja, fast nichts.

Hier lernen Studenten der Quantenmechanik Anfänger auf der Erde, dass in der subatomaren Welt kein Hindernis unüberwindbar ist. Elementarteilchen (z. B. Photonen und Elektronen) sind nicht, wie Hüpfburg, die Kugeln, wenn Sie gegen eine Wand geworfen, abprallen; Sie sind eher wie Geister. Barrieren ermutigen diese geisterhaften Teilchen, meist in einem bestimmten Gebiet zu bleiben, aber gelegentlich werden die Partikel verlaufen direkt durch sie. Dieses seltsame Verhalten nennt man "Quantum tunneling", und nicht einmal schwarze Löcher sind immun dagegen.

Aus den Löchern kriechen

Laut Andew Hamilton, Astrophysiker an der University of Colorado, ist der Horizont eines schwarzen Lochs ein unüberwindbares Hindernis für Leute wie uns Menschen, und in der Tat nichts anderes größer als ein Atom. Aber jeder einmal in eine Weile, schafft es ein subatomares Teilchen durchlässt. So wird angenommen, dass alle schwarzen Löcher einen unglaublich schwachen Schimmer von Zeug emittieren, benannt "Hawking-Strahlung" nach dem Physiker Stephen Hawking, der seine Existenz in den 1970er Jahren zunächst die Theorie.

"Klassisch, es gibt keine Möglichkeit, die keine Strahlung wird von einem schwarzen Loch zu entkommen" Hamilton erzählt die Geheimnisse des Lebens wenig. "Innerhalb des Horizonts Raum sinkt schneller als das Licht, so dass nichts daraus hervorgehen kann, ohne Reisen schneller als das Licht anders. Aber Quantum mechanisch, gibt es eine Möglichkeit, die etwas in sich tunnel kann. "

Dies erfordert jedoch besondere Bedingungen.

Außer für Quantum tunneling, erlaubt die Quantenmechanik Partikel zufällig zustande Pop. In der Tat passieren solche "Quanten-Fluktuationen" aller Zeiten: Teilchen-Antiteilchen-Paare entstehen spontan durch das Vakuum des Weltraums (und in der Regel sofort vernichten einander).

Für ein Teilchen, ein schwarzes Loch zu entkommen muss eine Quantum Fluktuation in der Nähe eines schwarzen Lochs Rand auftreten. Wenn dies geschieht, wird manchmal ein Teilchen, tunnel, bevor die Vernichtung stattfinden kann. Der Partner erhält sofort "Spaghettified" vom schwarzen Loch länglich wie es stürzt sich in die Mitte.

In Reihenfolge für diese dramatische Trennung geschieht müssen die Partikel produziert in Quantum Fluktuation sehr lange Wellenlängen haben. Seltsam wie es klingt, Quantum Mechaniker sagt, dass alle Partikel, wie wir in der Regel darauf beziehen auch Wellen, und sie haben daher Wellenlängen, die den Abstand zwischen den aufeinander folgenden Gipfeln zu beschreiben. Je langsamer bewegt eine bestimmte Teilchen/Welle sich, je länger die Wellenlänge.

Partikel, die durch Quantenfluktuationen hergestellt werden und haben "Wellenlängen, die vergleichbar mit der Größe des Schwarzen Lochs sind sind in der Lage, tunnel", sagte Hamilton. "Deshalb, weil sie lokalisiert werden, können nicht sie sind unscharf." Um die frühere Analogie zu verwenden, werden diese Partikel besonders gespenstisch. Ihre riesigen Wellenlängen machen sie frei herumlaufen in Domänen, die über die Grenze des Schwarzen Lochs hinausgehen.

"Hawking-Strahlung hat eine charakteristische Wellenlänge, die vergleichbar mit der Größe des Horizonts des Schwarzen Lochs ist", sagte Hamilton. Bei schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße ist, haben Partikel, Tunnelbau daraus Wellenlängen etwa 14 Mal den Radius unserer Sonne. Supermassive schwarze Löcher müssen Partikel Wellenlängen Milliarden von Sonnen lange um tunnel heraus. [Unendlichkeitssymbol im Zentrum der Milchstraße gefunden]

Darn dim

Wie Sie schon erraten haben vielleicht, gibt es keine ganze Menge von Teilchen, die passen die Kriterien erforderlich, um schwarze Löcher zu entkommen.

Sogar die hellsten Löcher (die kleinsten, denn diese haben weniger Schwerkraft und daher mehr Partikel erlauben zu entkommen) "pretty darn dim", sagte Hamilton. Die Hawking-Strahlung aus einer kleinen, ist 30-Sonne-Größe schwarzes Loch nur 1 Milliarde Billion Billionstel so hell wie eine 100-Watt-Glühbirne.

Diese Strahlung wird durch Licht von anderen hellen Objekten im Raum völlig überschwemmt, und also Wissenschaftler bislang nicht gelungen, Hawking-Strahlung zu erkennen. Dennoch sind sie sicher, dass es existiert. "Hawking-Strahlung einer der robustesten Vorhersagen der Quantengravitation betrachtet wird,", sagte Hamilton.

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