Le rayonnement de Hawking, parfois aussi appelé rayonnement de Bekenstein-Hawking, est une prédiction théorique du physicien britannique Stephen Hawking ce qui explique les propriétés thermiques liées à trous noirs.
Normalement, un trou noir est considéré comme y attirant toute la matière et l'énergie de la région environnante, en raison des champs gravitationnels intenses; cependant, en 1972, le physicien israélien Jacob Bekenstein a suggéré que les trous noirs devraient avoir un entropie, et a initié le développement de la thermodynamique des trous noirs, y compris l'émission d'énergie, et en 1974, Hawking a élaboré le modèle théorique exact de la façon dont un trou noir pourrait émettre rayonnement du corps noir.
Le rayonnement de Hawking a été l'une des premières prédictions théoriques qui ont permis de comprendre comment la gravité peut être liée à d'autres formes d'énergie, ce qui est une partie nécessaire de toute théorie de gravité quantique.
La théorie du rayonnement de Hawking expliquée
Dans une version simplifiée de l'explication, Hawking a prédit que les fluctuations énergétiques du vide provoquer la génération de paires particules-antiparticules de particules virtuelles près de l'horizon des événements du noir trou. L'une des particules tombe dans le trou noir tandis que l'autre s'échappe avant d'avoir l'occasion de s'anéantir. Le résultat net est que, pour quelqu'un qui regarde le trou noir, il semblerait qu'une particule ait été émise.
Étant donné que la particule émise a une énergie positive, la particule qui est absorbée par le trou noir a une énergie négative par rapport à l'univers extérieur. Il en résulte que le trou noir perd de l'énergie, et donc de la masse (car E = mc2).
Les petits trous noirs primordiaux peuvent en fait émettre plus d'énergie qu'ils n'en absorbent, ce qui entraîne leur perte de masse nette. Trous noirs plus grands, comme ceux qui sont une seule masse solaire, absorbent plus de rayonnement cosmique qu'ils n'en émettent par le rayonnement de Hawking.
Controverse et autres théories sur le rayonnement des trous noirs
Bien que le rayonnement de Hawking soit généralement accepté par la communauté scientifique, il y a encore une controverse qui y est associée.
Certains craignent que cela n'entraîne finalement la perte d'informations, ce qui remet en question la croyance selon laquelle les informations ne peuvent être ni créées ni détruites. Alternativement, ceux qui ne croient pas réellement qu'il existe des trous noirs eux-mêmes sont réticents à accepter qu'ils absorbent des particules.
De plus, les physiciens ont contesté les calculs originaux de Hawking dans ce qui est devenu connu sous le nom de problème trans-planckien au motif que les particules quantiques près de la l'horizon gravitationnel se comporte de façon particulière et ne peut être observé ou calculé sur la base de la différenciation spatio-temporelle entre les coordonnées d'observation et ce qui est étant observé.
Comme la plupart des éléments de la physique quantique, les expériences observables et testables relatives à la théorie du rayonnement de Hawking sont presque impossibles à mener; en outre, cet effet est trop minime pour être observé dans des conditions expérimentalement réalisables de la science moderne, de sorte que les résultats de ces expériences ne sont toujours pas concluants pour prouver cette théorie.