ಭಾಗ – 02
ಎಲ್ಲದರ ಸಿದ್ಧಾಂತ : ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣ
[Hawking Radiations]
ಎಲ್ಲದರ ಸಿದ್ಧಾಂತ – (ಇದು Stephan Hawkins ಅವರ Theory of Everything ನ ಅನುವಾದವಾಗಿದೆ.)
ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣವು ಕಪ್ಪು-ದೇಹದ ವಿಕಿರಣವಾಗಿದ್ದು, ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ [Black Hole] ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಬಳಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳ [Quantum Effects] ಕಾರಣ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳಿಂದ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ವಿಕಿರಣವಾಗಿದೆ. 1974 ರಲ್ಲಿ ಅದರ ಅಸ್ತಿತ್ವಕ್ಕಾಗಿ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಾದವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಸ್ಟೀಫನ್ ಹಾಕಿಂಗ್ ಅವರ ಶುಭನಾಮದಿಂದ ನಾಮಕರಣ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ವಿಶಾಲ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದೊಳಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ “ಆವಿಯಾಗಬಹುದು” ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ವರ್ಣಪಟಲವು ಕಪ್ಪು ರಂಧ್ರದ ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ, ಇದು ಘಟನೆಯ ದಿಗಂತಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ತೀವ್ರ ಕೆಂಪು ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಪರಿಣಾಮಗಳೊಂದಿಗೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಪರಿಗಣಿಸಿ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಳ್ಳುವ ಪರಿಣಾಮಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದಾಗಿ ಈವೆಂಟ್ ದಿಗಂತದ ಹೊರಗಡೆ ಒಂದು ಜೋಡಿ ವರ್ಚುವಲ್ ತರಂಗಗಳು / ಕಣಗಳು ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತವೆ. ಈವೆಂಟ್ ದಿಗಂತಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ, ಇವು ಯಾವಾಗಲೂ ಜೋಡಿ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಾಗಿ ಪ್ರಕಟವಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಮೀರಿ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ವಿಶಾಲ ವಿಶ್ವಕ್ಕೆ (“ಅನಂತಕ್ಕೆ”) ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈವೆಂಟ್ ಕ್ಷಿತಿಜಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ತೀವ್ರ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಘಾತೀಯ ಕೆಂಪು-ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವು ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಕಣ್ಣೀರು ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಅದನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಒಂದು ನಿಕಟ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ವರ್ಧನೆಯು “ಪಾಲುದಾರ ತರಂಗ” ಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಋಣಾತ್ಮಕ (negative) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದು ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದಿದೆ, ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಫೋಟಾನ್ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಹೊರಗಿನ ವಿಶಾಲ ವಿಶ್ವಕ್ಕೆ ಸಮಾನ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ, ಯಾವುದೇ ವಿಷಯ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯಿಂದ ಹೊರಗುಳಿಯುತ್ತದೆ. ಪಾಲುದಾರ ತರಂಗಕ್ಕೆ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ಕಾನೂನು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ, ಇದು ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು ನಿಖರವಾದ ಕಪ್ಪು ದೇಹದ ವರ್ಣಪಟಲವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಆಂತರಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಯಾವುದೇ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ.
ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣವು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ತಿರುಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಇತರ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಪಡೆಯದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿಕ್ಕ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಎಲ್ಲರಿಗೂ ಇದು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಕಿರಣದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ವಿಲೋಮಾನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ದೊಡ್ಡ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳಿಗಿಂತ ದೊಡ್ಡ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವೇಗವಾಗಿ ಕರಗಬೇಕೆಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಆಸಕ್ತಿಯ ಖಗೋಳ ಭೌತಿಕ ವಸ್ತುಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅವುಗಳ ಅಪಾರ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಆಕರ್ಷಣೆಯಿಂದಾಗಿ. ಸಾಕಷ್ಟು ದ್ರವ್ಯ ಮತ್ತು / ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಣ್ಣ ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಿದಾಗ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅದು ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ವೇಗವು ಬೆಳಕಿನ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಯಾವುದೂ ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ದೂರದಲ್ಲಿ ಏನೂ ಆ ದೂರವನ್ನು ಮೀರಿ ಚಲಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಗೋಳದ ಗಡಿ ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಆಗಿದೆ; ಅದರ ಹೊರಗಿನ ವೀಕ್ಷಕನು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಘಟನೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಲು, ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಅಥವಾ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಈ ಪ್ರದೇಶವು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಗಡಿಯಾಗಿದೆ.
ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯೊಳಗಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ನಿಖರವಾಗಿ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದಿಲ್ಲ. ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಏಕತ್ವವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ – ಶೂನ್ಯ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಅನಂತ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬಿಂದು. ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಏನಾಗಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ತಿಳುವಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. 1974 ರಲ್ಲಿ, ಬ್ರಿಟಿಷ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಸ್ಟೀಫನ್ ಹಾಕಿಂಗ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಬಾಗಿದ ಸ್ಥಳಾವಕಾಶದಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದರು, ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ, ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಬಲವು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್‌ನ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಅಂತರದಲ್ಲಿ ವಿಶಾಲ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದೊಳಗೆ “ಸೋರುವ” ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವಷ್ಟು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. . ಪರಿಣಾಮ ಈ ಶಕ್ತಿಯು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಸ್ವತಃ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಆವಿಯಾಗುತ್ತಿರುವಂತೆ ವರ್ತಿಸಿತು (ಅದು ನಿಜವಾಗಿ ಅದರ ಹೊರಗಿನಿಂದ ಬಂದಿದ್ದರೂ)
ವಸ್ತುತಃ ಕಣಗಳು [Virtual Particles] ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ವಿದ್ಯಮಾನ ಮತ್ತು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಬಳಿ ಅವುಗಳ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹಾಕಿಂಗ್ ಅವರ ಒಳನೋಟವು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಖಾಲಿ ಜಾಗದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ, ಸಬ್ ಅಟಾಮಿಕ್ (Sub atomic) “ವರ್ಚುವಲ್” ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಟಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಅಸ್ತಿತ್ವಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತವೆ, ನಂತರ ಪರಸ್ಪರ ನಾಶವಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಹತ್ತಿರ, ಇದು ಜೋಡಿ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಾಗಿ ಪ್ರಕಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಮೀರಿ ಎಳೆಯಬಹುದು, ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ವಿಶಾಲ ವಿಶ್ವಕ್ಕೆ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಇದು ಸಂಭವಿಸಿದಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊತ್ತ “ಪಾಲುದಾರ ತರಂಗ” ವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯೊಳಗೆ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಒಟ್ಟು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಅಥವಾ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮ, ವೀಕ್ಷಕನಿಗೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಶಕ್ತಿ ಹೇಗಾದರೂ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ವಿಶಾಲ ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಅನುಮತಿಸಿದಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು ಮತ್ತು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗಬೇಕು. ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳ ಉಷ್ಣದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ಕಾನೂನುಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಗೋಚರಿಸುವ ಫಲಿತಾಂಶವು ನಿಖರವಾದ ಕಪ್ಪು-ದೇಹದ ವಿಕಿರಣದ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹಾಕಿಂಗ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದರು – ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣವು ಕಪ್ಪು ದೇಹದಿಂದ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟಂತೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ.
ಆಂಟಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಮೀರಿ ಹೊರಸೂಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಭೌತಿಕ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಈ ವಿಕಿರಣವು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯಿಂದ ನೇರವಾಗಿ ಬರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ವಾಸ್ತವಿಕ ಕಣಗಳು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ನಿಜವಾದ ಕಣಗಳಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡುವ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. [ಉಲ್ಲೇಖದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ] ಈ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಕಣ-ಆಂಟಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಜೋಡಿಯನ್ನು ಕಪ್ಪು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದರೆ ರಂಧ್ರದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಶಕ್ತಿ, ಒಂದು ಕಣದಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರ್ಯಾಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವೆಂದರೆ ನಿರ್ವಾತ ಏರಿಳಿತಗಳು ಕಣ-ಆಂಟಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಜೋಡಿ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಹತ್ತಿರ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಜೋಡಿಯು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯೊಳಗೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಬ್ಬರು ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ. ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು, ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯೊಳಗೆ ಬಿದ್ದ ಕಣವು ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು (ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವೀಕ್ಷಕನಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ). ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ವೀಕ್ಷಕರಿಗೆ, ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಕೇವಲ ಒಂದು ಕಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸಿದೆ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸುರಂಗ ಮಾರ್ಗದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ, ಆ ಮೂಲಕ ಕಣ-ಆಂಟಿಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಜೋಡಿಗಳು ನಿರ್ವಾತದಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈವೆಂಟ್ ಹಾರಿಜಾನ್ ಹೊರಗೆ ಸುರಂಗಮಾರ್ಗ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ವಿಕಿರಣದ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ ಕಪ್ಪು ದೇಹದಿಂದ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹಾಕಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣವು ಎರಡನೆಯದು ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಸ್ವರೂಪದ್ದಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಸರಾಸರಿ ಮಾತ್ರ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್‌ನ ಕಪ್ಪು-ದೇಹದ ವಿಕಿರಣದ ನಿಯಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವದನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಮೊದಲಿನವು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಡೇಟಾ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣವು ಅದನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವ ದೇಹದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣವು ಅಂತಹ ಯಾವುದೇ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲವೆಂದು ತೋರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ, ಕೋನೀಯ ಆವೇಗ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ (ಕೂದಲಿನ ಪ್ರಮೇಯ) ದ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಮಾಹಿತಿ ವಿರೋಧಾಭಾಸಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಊಹಿಸಲಾದ ಗೇಜ್-ಗುರುತ್ವ ದ್ವಂದ್ವತೆಯ ಪ್ರಕಾರ (ಇದನ್ನು AdS / CFT correspondence ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ) ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು (ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ) ಶೂನ್ಯೇತರ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಮಾಹಿತಿ ನಷ್ಟವನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ (ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಅಂತಹ ನಷ್ಟವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ) ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ವಿಕಿರಣವು ಬಹುಶಃ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಷ್ಣ ವಿಕಿರಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಸರಿಯಾಗಿದ್ದರೆ, ಹಾಕಿಂಗ್‌ನ ಮೂಲ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಸರಿಪಡಿಸಬೇಕು, ಆದರೂ ಅದು ಹೇಗೆ ಎಂದು ತಿಳಿದಿಲ್ಲ.
ಒಂದು ಸೌರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ (M☉) ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಕೇವಲ 60 ನ್ಯಾನೊಕೆಲ್ವಿನ್‌ಗಳ [NanoKelvins] ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ (ಕೆಲ್ವಿನ್‌ನ 60 ಶತಕೋಟಿ); ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಅಂತಹ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಅದು ಹೊರಸೂಸುವದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ಹಿನ್ನೆಲೆ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. 4.5 × 1022 ಕೆಜಿ (ಚಂದ್ರನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಬಗ್ಗೆ, ಅಥವಾ ಸುಮಾರು 133 μm ಅಡ್ಡಲಾಗಿ) ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ 2.7 k ನಲ್ಲಿ ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ಹೊರಸೂಸುವಷ್ಟು ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
1973 ರಲ್ಲಿ ಮಾಸ್ಕೋಗೆ ಭೇಟಿ ನೀಡಿದ ನಂತರ ಹಾಕಿಂಗ್ ಅವರ ಆವಿಷ್ಕಾರ, ಅಲ್ಲಿ ಸೋವಿಯತ್ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಾದ ಯಾಕೋವ್ ಜೆಲ್ಡೊವಿಚ್ ಮತ್ತು ಅಲೆಕ್ಸಿ ಸ್ಟಾರ್ಬಿನ್ಸ್ಕಿ ಅವರು ತಿರುಗುವ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಕಣಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿ ಹೊರಸೂಸಬೇಕು ಎಂದು ಮನವರಿಕೆ ಮಾಡಿದರು. ಹಾಕಿಂಗ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಿದಾಗ, ತಿರುಗಿಸದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳು ಸಹ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅವರು ಆಶ್ಚರ್ಯಪಟ್ಟರು. 1972 ರಲ್ಲಿ, ಜಾಕೋಬ್ ಬೆಕೆನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳಿಗೆ ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಇರಬೇಕು ಎಂದು ಊಹಿಸಿದರು, ಅದೇ ವರ್ಷದಲ್ಲಿ ಅವರು ಕೂದಲಿನ ಪ್ರಮೇಯಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಿಲ್ಲ. ಬೆಕೆನ್‌ಸ್ಟೈನ್‌ನ ಆವಿಷ್ಕಾರ ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸ್ಟೀಫನ್ ಹಾಕಿಂಗ್ ಶ್ಲಾಘಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಈ ಔಪಚಾರಿಕತೆಯಿಂದಾಗಿ (formal) ವಿಕಿರಣದ ಬಗ್ಗೆ ಯೋಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು.
ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯು ಹಲವಾರು ಮಹತ್ವದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:
- ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ನೋಟವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.- ಹೆಚ್ಚಿನ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವಾಗ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಳದ ಪ್ರಮಾಣವು ಘಾತೀಯವಾಗಿದೆ, ಗಾಮಾ ಕಿರಣಗಳ ಹಿಂಸಾತ್ಮಕ ಸ್ಫೋಟದಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ವಿಸರ್ಜನೆಯೇ ಅಂತಿಮ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿವರಣೆಗೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ಮಾದರಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ 1 ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ, ಅದರ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಎರಡು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ ಉದ್ದಗಳನ್ನು ತಲುಪಿದಾಗ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
- ಕಪ್ಪು ಕುಳಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಸರಳ ಮಾದರಿಗಳು ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಮಾಹಿತಿ ವಿರೋಧಾಭಾಸಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಯ ಮಾಹಿತಿಯು ಅದು ಕರಗಿದಾಗ ಕಳೆದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಈ ಮಾದರಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣವು ಯಾದೃಚ್ ಕಾಲ್ಪನಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಇದಕ್ಕೆ ಮೂಲ ಮಾಹಿತಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲ). ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗೆ ಹಲವಾರು ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಕಾಣೆಯಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಲು ಹಾಕಿಂಗ್ ವಿಕಿರಣವು ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾಗಿದೆ, ಹಾಕಿಂಗ್ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯು ಕಾಣೆಯಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ಉಳಿದ ಕಣಗಳನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಅನುಮತಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಖಗೋಳ ಶೋಧ :
ಜೂನ್ 2008 ರಲ್ಲಿ, ನಾಸಾ ಫೆರ್ಮಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ದೂರದರ್ಶಕವನ್ನು [Fermi space telescope]
ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿತು, ಇದು ಆದಿಸ್ವರೂಪದ ಕಪ್ಪು ಕುಳಿಗಳನ್ನು [ Primordial Black Holes ] ಆವಿಯಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯ ಟರ್ಮಿನಲ್ ಗಾಮಾ-ರೇ ಹೊಳಪನ್ನು [ The Terminal Gamma-ray Flashes ] ಹುಡುಕುತ್ತಿದೆ.
ಗ್ರಂಥಋಣ:
1) Hawking, Stephan – The Theory Of Everything.
Mumbai: Jaico Books, 2006.
2) Hawking, Stephan. Black Holes: The BBC Reith Lectures.
London: Transworld Publishers, 2016.
3) ವಿಶ್ವಾಮಿತ್ರ, ಶಶಿಧರ – ವಿಶ್ವ ಎನ್ನುವ ವಿಸ್ಮಯ.
ಬೆಂಗಳೂರು: ವಸಂತ ಪ್ರಕಾಶನ, 2013.
