പ്രസിദ്ധ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ സ്റ്റീഫൻ ഹോക്കിംഗ് 1974-ൽ അവതരിപ്പിച്ച ഒരു സിദ്ധാന്തമാണ് ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ (Hawking Radiation). ഈ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച്, ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ (Black Holes) പൂർണ്ണമായും 'കറുത്തത്' (Black) അല്ല, മറിച്ച് അവ കറുത്ത വസ്തു വികിരണം (Black-body radiation) പോലെ വളരെ ചെറിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു. ഇതിനെയാണ് ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്.
അടിസ്ഥാന ആശയം (Basic Concept)
ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ വിശദീകരിക്കുന്നതിന് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സും (Quantum Mechanics) പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തവും (General Relativity) സംയോജിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
1. ശൂന്യതയും വെർച്വൽ കണങ്ങളും (Vacuum and Virtual Particles)
ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് അനുസരിച്ച്, ശൂന്യമായ ഇടം (Empty space) യഥാർത്ഥത്തിൽ ശൂന്യമല്ല.
ഇവിടെ വെർച്വൽ കണങ്ങളുടെ (Virtual particles) ജോഡികൾ നിരന്തരം ഉണ്ടാകുകയും ഒരു നിമിഷം കൊണ്ട് തന്നെ ഇല്ലാതാകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു കണം (Particle) അതിൻ്റെ പ്രതികണവുമായി (Anti-particle) ചേർന്നാണ് ഉണ്ടാകുന്നതും ഇല്ലാതാകുന്നതും.
2. ഇവൻ്റ് ഹൊറൈസണിലെ വേർതിരിയൽ (Separation at the Event Horizon)
ഒരു ബ്ലാക്ക് ഹോളിന്റെ അതിർത്തിയാണ് ഇവൻ്റ് ഹൊറൈസൺ (Event Horizon). ഇതിനകത്തേക്ക് പോകുന്ന ഒന്നിനും - പ്രകാശത്തിനു പോലും - പുറത്തുവരാൻ കഴിയില്ല.ഈ ഇവൻ്റ് ഹൊറൈസണിൻ്റെ തൊട്ടടുത്ത് ഒരു വെർച്വൽ കണികാ ജോഡി (Virtual particle pair) ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം കാരണം അവ വേർതിരിയുന്നു. ഈ ജോഡിയിലെ ഒരു കണം (ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു നെഗറ്റീവ് ഊർജ്ജ കണം- Negative Energy Particle) ബ്ലാക്ക് ഹോളിനുള്ളിലേക്ക് ആകർഷിക്കപ്പെടുകയും മറ്റേ കണം (പോസിറ്റീവ് ഊർജ്ജ കണം) രക്ഷപ്പെട്ട് ബഹിരാകാശത്തേക്ക് പോകുകയും ചെയ്യുന്നു.ഇങ്ങനെ രക്ഷപ്പെടുന്ന കണങ്ങളാണ് ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ ആയി പുറത്തുവരുന്നത്.
3. പിണ്ഡം കുറയുന്നത് (Mass Reduction)
ബ്ലാക്ക് ഹോളിലേക്ക് വീഴുന്ന നെഗറ്റീവ് ഊർജ്ജ കണം ബ്ലാക്ക് ഹോളിന്റെ പിണ്ഡം (Mass) കുറയ്ക്കാൻ കാരണമാകുന്നു.അതായത്, ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുമ്പോൾ, E=mc^2 എന്ന സമവാക്യം അനുസരിച്ച് ബ്ലാക്ക് ഹോളിൻ്റെ പിണ്ഡം കുറയുന്നു. ഇതിനെ ബ്ലാക്ക് ഹോൾ ബാഷ്പീകരണം (Black Hole Evaporation) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
🌡️ ഹോക്കിംഗ് താപനില (Hawking Temperature)
ഹോക്കിംഗ് റേഡിയേഷൻ ബ്ലാക്ക് ഹോളിന് ഒരു താപനില (Temperature) ഉണ്ടെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇതിനെ ഹോക്കിംഗ് താപനില (T_H) എന്ന് പറയുന്നു. ഈ താപനില ബ്ലാക്ക് ഹോളിന്റെ പിണ്ഡത്തിന് വിപരീതാനുപാതികമാണ് (Inversely proportional). M എന്നത് ബ്ലാക്ക് ഹോളിന്റെ പിണ്ഡമാണ്. അതായത്, വലിയ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾക്ക് താപനില വളരെ കുറവും (ശക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണം കണങ്ങൾ വേർതിരിക്കുന്നത് പ്രയാസകരമാക്കുന്നു), ചെറിയ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾക്ക് താപനില കൂടുതലും ആയിരിക്കും.
വലിയ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ ബാഷ്പീകരണം വളരെ പതുക്കെയാണ് സംഭവിക്കുക (പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നിലവിലെ പ്രായത്തേക്കാൾ എത്രയോ അധികം സമയം എടുക്കും), എന്നാൽ മൈക്രോ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ വളരെ വേഗത്തിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും.
No comments:
Post a Comment