ホーキング放射のソースを表示

{{Unsolved|物理学|ホーキング放射は存在するか。仮に存在しない場合、ブラックホールが消失した時、その中にあった情報はどうなるのか。}}

'''ホーキング放射'''（ホーキングほうしゃ、{{lang-en|Hawking radiation}}）または'''ホーキング輻射'''（ホーキングふくしゃ）は、[[スティーヴン・ホーキング]]が存在を提唱・指摘した、[[ブラックホール]]からの熱的な[[放射]]のことである。

「ブラックホールは熱的な特性を持つだろう」と予言した[[ヤコブ・ベッケンシュタイン]]の名前を取って、'''ベッケンシュタイン・ホーキング輻射'''（{{en|Bekenstein-Hawking radiation}}）と呼ぶこともある。

== 概説 ==
[[一般相対性理論]]が予言する[[ブラックホール]]天体には、[[量子効果]]を考えるならば、[[熱]]的な[[放射]]がある、と1974年に[[スティーヴン・ホーキング|ホーキング]]が提唱した。

ブラックホールの[[熱力学温度|絶対温度]] ''T'' が次式で定義される<ref name="lyman" />。

:<math>T = \frac{\hbar c^3}{8\pi kGM}</math>

ここで ''k'' は[[ボルツマン定数]]、''M'' はブラックホールの質量である<ref name="lyman" />。つまり、ブラックホールはその質量''M'' で決まる温度 ''T'' の[[熱放射]]を放出していることになり<ref name="lyman" />、完全に「黒い」わけではない。これがホーキング放射である。ホーキング放射はエネルギーを外部に放出するので、ブラックホールの質量は減少する。

上式から、ブラックホールは質量''M'' が小さければ小さいほど高温であるといえる<ref name="lyman" />。とはいえその温度は、例えば[[太陽]]の数倍の質量を持つブラックホールの場合、数千万分の1 K 程度<ref name="notice1" group="注" >1 gのブラックホールの温度は1.2{{e|26}} K。太陽質量（1.9884{{e|30}} kg）を式に当てはめると、1億分の6 K程度となる。</ref>となり、通常の恒星質量クラスのブラックホールでは[[宇宙背景放射]]の温度（3 K）よりもずっと低い<ref name="lyman" />。

=== 簡略化された説明 ===
簡略化された説明では、[[量子力学]]的に真空[[ゆらぎ]]から[[トンネル効果]]により粒子がブラックホールの[[事象の地平線]]付近で[[対生成]]を起こす。その対生成で出来た二つの粒子の一方（負のエネルギー粒子）が地平線に向かって落ち、片方（正のエネルギー粒子）が外へ放射される。エネルギー保存の法則からブラックホールの質量エネルギーは下がる。つまり質量を失う。この放射がホーキング放射であるとされる<ref>{{Cite |和書 |author = スティーヴン・ホーキング |author2 = レナード・ムロディナウ |translator = 佐藤勝彦 |title = ホーキング、宇宙のすべてを語る |pages = 137-142}}</ref>。

=== 音のブラックホールによるホーキング放射の観測 ===
[[2016年]]、[[イスラエル]]の科学者[[ジェフ・スタインハウアー]]は、音速以上に物質を加速させることで音響的な事象の地平面（ブラックホール）を再現し、そこに一対の[[フォノン]]を発生させ、一方は事象の地平面に吸い込まれ、一方は事象の地平面から放射されるように移動する、ホーキング放射と同様に見える現象を確認したと発表した<ref>{{Cite web|和書|url=http://japanese.engadget.com/2016/08/17/7/ |archiveurl=https://web.archive.org/web/20200313235102/http://japanese.engadget.com/2016/08/17/7/|archivedate=2020-03-13|url-status=dead|url-status-date=2022-05-01|title=7年かけて作った「人工ブラックホール」でホーキング放射を初観測。ブラックホールが完全にブラックではない証拠になるか - Engadget Japanese |accessdate=2016-09-16}}</ref>。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈 ===
<references group="注"/>

=== 出典 ===
<references>
<ref name="lyman">{{Cite web|和書|url=http://lyman.c.u-tokyo.ac.jp/~hachisu/lecture/astronomy/chap09/index.html |title=東京大学教養学部1・2年生向け講義「宇宙科学」第9回ブラックホール |access-date=2012-05-10 |author=蜂巣泉 |publisher=東京大学 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110527234938/http://lyman.c.u-tokyo.ac.jp/~hachisu/lecture/astronomy/chap09/index.html |archive-date=2011-05-27 |url-status=dead|url-status-date=2022-04}}</ref>
</references>

== 関連項目 ==
*[[一般相対性理論]]
** [[素粒子物理学]]
*[[ブラックホール]]
*[[ブラックホールの熱力学]]
*[[ホーキングページ相転移]]

{{ブラックホール}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:ほおきんくほうしや}}
[[Category:ブラックホール]]
[[Category:素粒子物理学]]
[[Category:熱力学]]
[[Category:物理学の未解決問題]]
[[Category:天文学に関する記事]]
[[Category:エポニム]]
[[Category:スティーヴン・ホーキング]]