Radiazione di Hawking: differenze tra le versioni
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I [[buchi neri]] sono oggetti la cui attrazione gravitazionale è estremamente elevata. Secondo la concezione classica, l'[[gravitazione|attrazione gravitazionale]] è tanto potente che niente, neanche la [[radiazione elettromagnetica]] o la [[luce]], possa allontanarsi dal [[buco nero]]. Al momento non è ancora chiaro come si possa incorporare la gravità nella [[meccanica quantistica]]; tuttavia lontano dai buchi neri gli effetti gravitazionali possono essere tanto deboli che i calcoli possono essere effettuati in modo corretto, ricorrendo alla [[teoria quantistica dei campi nello spazio-tempo curvo]]. Hawking ha dimostrato come gli effetti quantistici consentano ai buchi neri di emettere una radiazione di [[corpo nero]], con soluzione esatta che corrisponde alla media della radiazione termica emessa da una sorgente termica idealizzata. È come se la radiazione fosse emessa da un [[corpo nero]] la cui temperatura è inversamente proporzionale alla massa del buco nero.
Si può comprendere il processo a livello fisico immaginando la radiazione particella-antiparticella emessa appena oltre l'[[orizzonte degli eventi]]. Questa radiazione non proviene direttamente dal buco nero stesso, ma piuttosto è il risultato di particelle virtuali che – nascendo in coppia continuamente nel vuoto cosmico – diventano reali a causa della forza gravitazionale del buco nero. Per essere più precisi, le [[fluttuazione quantistica|fluttuazioni quantistiche]] del vuoto provocano la comparsa di coppie particella-antiparticella in prossimità dell'[[orizzonte degli eventi]] dell'oggetto celeste. Una particella della coppia cade nel buco nero, mentre l'altra riesce a sfuggire nell'universo esterno. Per rispettare il principio di conservazione dell'energia complessiva, la particella che è precipitata nel buco nero deve avere energia negativa (rispetto a un osservatore che si trovi lontano dal buco nero). Mediante questo processo il buco nero perde massa e a un osservatore esterno sembrerebbe che il buco stesso abbia appena emesso una particella. Tuttavia questa descrizione, anche se evocativa e in un certo senso intuitiva, è sbagliata:
Una differenza importante tra la radiazione del buco nero, così come calcolata da Hawking, e la radiazione termica emessa da un [[corpo nero]] è che quest'ultima ha carattere statistico (solo la sua media soddisfa la legge di Planck della radiazione del [[corpo nero]]), mentre la prima soddisfa esattamente questa legge. Così una radiazione termica contiene informazioni sul corpo che l'ha emessa, mentre la radiazione di Hawking sembra non contenerne: dipende solo dalla massa, dal [[momento angolare orbitale]] e dalla carica del buco nero, in base a quello che viene chiamato il [[teorema dell'essenzialità]], (no-hair theorem).
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