Hvad er temperaturen i et sort hul, og hvordan påvirker det dets omgivelser?

Sorte huller udsender pr. definition ikke lys eller nogen anden form for elektromagnetisk stråling. I stedet absorberer de alt, der kommer tæt på dem, inklusive lys. Derfor har sorte huller ikke en bestemt temperatur i traditionel forstand.

Begrebet temperatur kan dog stadig forbindes med sorte huller gennem det, der er kendt som Hawking-stråling. Dette er et teoretisk fænomen foreslået af fysikeren Stephen Hawking i 1970'erne. Ifølge Hawkings teori er begivenhedshorisonten for et sort hul (det point of no return, udover hvilket intet, ikke engang lys, kan undslippe) ikke helt tom, men opfører sig i stedet som en kilde til termisk stråling.

Hawking-stråling forventes at forekomme på grund af kvanteudsving i nærheden af ​​begivenhedshorisonten. Disse fluktuationer fører til dannelsen af ​​partikel-antipartikel-par, hvor den ene partikel falder ned i det sorte hul, mens den anden undslipper som stråling. De partikler, der undslipper, bærer energi, som effektivt sænker massen af ​​det sorte hul og øger dets temperatur.

Temperaturen af ​​et sort hul, som defineret i denne sammenhæng, er direkte proportional med dets overfladetyngdekraft og omvendt proportional med dets masse. Overfladetyngdekraften af ​​et sort hul er relateret til styrken af ​​dets tyngdekraft ved begivenhedshorisonten. Generelt gælder det, at jo mindre det sorte hul er, desto stærkere er overfladetyngdekraften og dermed højere temperatur.

Temperaturen i et sort hul er dog ekstremt lav for typiske astrofysiske sorte huller. For et sort hul i solmasse anslås Hawking-temperaturen til at være omkring 10^-8 Kelvin. Det betyder, at selvom sorte huller udsender stråling, er emissionshastigheden utrolig lille, og de mister energi meget langsomt. Mindre sorte huller, såsom dem med masser af planeter eller asteroider, ville have endnu højere temperaturer, men stadig ikke signifikante nok til at kunne spores med vores nuværende teknologi.

Det er vigtigt at bemærke, at temperaturen forbundet med Hawking-stråling er rent teoretisk, og dens faktiske eksistens er ikke blevet eksperimentelt verificeret. Ikke desto mindre giver det et fascinerende indblik i sorte hullers kvantenatur og samspillet mellem tyngdekraft og termodynamik under ekstreme forhold.