温度の概念は通常、システム内の粒子の平均運動エネルギーに関連しています。しかし、ブラックホールの場合、それらは伝統的な意味で温度を持っていません。代わりに、それらはホーキング温度と呼ばれる量によって特徴付けられます。
ホーキング温度は、ブラックホールのイベント地平線近くの量子力学の研究で生じる理論的概念です。これは、1974年にその存在を最初に提案した有名な理論物理学者スティーブンホーキングにちなんで名付けられました。
ホーキング温度は、ブラックホール自体によって放出される熱または熱放射と直接関係していません。代わりに、ブラックホールに向かって加速し、イベントホライズンのすぐ外にホバーする場合、観測者が無限で測定する放射線の温度を表します。
ホーキング温度は、ブラックホールの表面重力に比例し、その質量に反比例します。これは、より小さなブラックホールがより大きなブラックホールと比較して、ホーキング温度が高いことを意味します。たとえば、地球の質量に匹敵する質量のあるブラックホールは、約10^-32ケルビンのホーキング温度を持ち、数百万の太陽質量の質量を備えた超大規模なブラックホールでは、ホーキング温度が絶対ゼロに近くなります。
周囲の物質エネルギーへの影響
ホーキング温度は、ブラックホールを取り巻く問題とエネルギーに大きな意味を持ちます。
1。ブラックホール放射： ホーキング効果は、ブラックホールがホーキング放射として知られるかすかな輝きを発すると予測しています。この放射線は、粒子抗粒子のペアが作成されるイベントホライズンの近くで発生する量子変動の結果です。 1つの粒子がブラックホールに落ち、もう1つの粒子が逃げている場合、逃げる粒子は少量のエネルギーを持ち、ホーキング放射に寄与します。
2。情報損失パラドックス： ホーキング効果は、量子力学における情報の保存に関する疑問を提起しました。ブラックホールに分類される物質の中に含まれる情報は、永遠に失われるようです。この見かけのパラドックスを解決することは、理論物理学における継続的な課題のままです。
3。ブラックホール蒸発 ：時間が経つにつれて、ブラックホールによって放出されるホーキング放射は、その質量が減少し、最終的な蒸発につながります。このプロセスは非常に遅く、小さなブラックホールにのみ関連するようになります。その結果、ブラックホールの大部分は無期限に持続すると予想されます。
4。量子重力： ホーキング効果は、量子力学の原則を一般相対性理論の理論と融合する統一された理論の必要性を強調しています。これら2つのフレームワークを調整することは、量子重力研究の中心的な目標です。
結論として、ブラックホールは伝統的な意味で温度を持っていませんが、ホーキング温度の概念は、ブラックホールの量子特性と周囲の物質とエネルギーへの影響を理解する上で重要な役割を果たします。これらの現象を探ることは、理論物理学と天文学の研究の重要な分野であり、宇宙の基本的な性質の理解に貢献しています。
