水曜日に発表されたブラック ホールの驚くべき画像は、イベント ホライズン テレスコープからのデータとともに、量子レベルでの自然放出の例である放射線がブラック ホールから放出されるというスティーブン ホーキングの有名な理論を実証していない可能性があります。しかし、このニュースは、物理学者で作家のアラン・ライトマンが語った話を思い出させてくれました Nautilus:Richard Feynman は、ホーキング博士の前に自然放出のアイデアを思いつきました。以下はライトマン自身の言葉です:
ある日、カリフォルニア工科大学のカフェテリアで昼食をとっていたとき、私は 2 人の大学院生、ビル プレスとソウル テウコルスキー、そしてファインマンと一緒にいました。 Bill と Saul は、今行ったばかりの計算について話していました。それは、回転するブラックホールに光を当てるとどうなるかを調べた、純粋に数学的な理論計算でした。直角に照らすと、光は入ってきた以上のエネルギーでブラックホールから跳ね返ります.古典的なアナログはコマです。ビー玉を直角に上部に投げると、ビー玉は入ったときよりも速い速度で上部から跳ね返ります。こまの回転が遅くなり、ビー玉の増加したエネルギーであるエネルギーがコマの回転から発生します。ビルとソールが話している間、ファインマンは聞いていました。
私たちはテーブルから立ち上がり、キャンパスを歩き始めました。ファインマンは次のように述べています。誘導放出に非常によく似ています。」これは原子物理学における量子プロセスで、電子が原子の周りを回っていて、光の粒子である光子が入ってきます。2 つの粒子が放出され、電子がより低いエネルギー状態になるため、光は電子によって増幅されます。 .電子はエネルギーを減少させ、その余分なエネルギーを 2 つの光子の送信に放棄します。 Feynman は次のように述べています。アインシュタインによれば、誘導放出と自然放出の間にはよく知られた関係があります。」
自然放出とは、電子が原子の周りを回っていて、光が入らずに光子を単独で放出し、より低いエネルギー状態になることです。アインシュタインは、誘導放出と自然放出の間のこの関係を解明しました。原子レベルで、一方を持っているときはいつでも、もう一方を持っています。それは物理学の大学院生にはよく知られています。ファインマンは、ビルとソールが説明していたことはシミュレートされた放出のように聞こえるので、それに類似した自然放出プロセスがあるはずだと言いました.
私たちはキャンパスをさまよっていました。私たちは最終的に私のオフィス、小さな小さな部屋、ビル、ソール、私、そしてファインマンにたどり着きました。ファインマンは黒板に向かって、ブラック ホールからの自然放出の方程式を解き始めました。歴史のこの時点まで、すべてのブラック ホールは完全に黒く、ブラック ホールはそれ自体ではいかなる種類のエネルギーも放出できないと考えられていました。しかしファインマンは、ランチでビルとソールの話を聞いた後、量子力学を考慮に入れれば、回転するブラック ホールが光を入射させて放出できるなら、何も入っていなくてもエネルギーを放出できると仮定しました。
数分後、ファインマンは自然放出のプロセスを解明しました。これは、スティーブン ホーキングが 1 年後に有名になったものです。ファインマンはそれをすべて私の黒板に書いていました。彼は自分が書いたものをコピーすることに興味がありませんでした。彼は自然がどのように機能するかを知りたかっただけであり、量子効果を考慮に入れると、孤立したブラックホールがエネルギーを放出できることを学んだばかりでした.作業を終えた後、彼は両手をブラシでこすってチョークの粉を払い、オフィスを出ました。
ファインマンが去った後、ビルとソールと私は黒板を見ていました。おそらく重要だと思っていましたが、どれほど重要かはわかりませんでした。ビルとソールは約束の時間に行かなければならなかったので、オフィスを出ました。少しして、私は去った。しかしその夜、これはファインマンが行った重要なことであることに気づき、急いでオフィスに戻って方程式を書き留める必要がありました。しかし、朝オフィスに戻ると、掃除婦が黒板をきれいに拭いていました。
動画:ブラック ホールが人々を魅了する理由
