Techniklexikon

Hawking-Effekt

ein quantentheoretisches Analogon des Penrose-Effekts (Ergosphäre), aufgrund dessen ein Schwarzes Loch Energie abstrahlt (Hawking-Strahlung). Die emittierte Strahlung eines Schwarzen Lochs der Masse M entspricht der eines Schwarzen Strahlers der Temperatur  (: Plancksches Wirkungsquantum, c: Lichtgeschwindigkeit, G: Gravitations-, k_B: Boltzmannkonstante). Im Rahmen der Quantenfeldtheorie bewirken Quantenfluktuationen des Vakuums die ständige Entstehung und Vernichtung von virtuellen Teilchen-Antiteilchen-Paaren. Im Zusammenhang mit der Untersuchung der Thermodynamik Schwarzer Löcher fand S. Hawking 1975, dass ein solches Paar in unmittelbarer Nähe des Ereignishorizonts reell werden kann, indem die Partner so Energie austauschen, dass ein Teilchen negative Energie erhält und in das Loch stürzt, während das andere mit positiver Energie entkommt. Die strenge Analyse dieses vereinfachten Bildes zeigt, dass das Schwarze Loch die entsprechende Energiemenge verliert. Die aufgrund des Hawking-Effekts abgestrahlte Leistung ist jedoch so gering, dass ein Schwarzes Loch der Masse M = M_Sonne erst nach etwa 10⁶⁶ Jahren vollständig zerstrahlt ist. Im Vergleich dazu: das Alter des Universums (Weltalter) beträgt »nur« 1 bis 2 · 10¹⁰ Jahre!