Облом: все во Вселенной испарится

Jun 13, 2023

Ученые полагают, что излучение, которое, как полагают, исходит от черных дыр, может быть не только черной дырой.

Названное излучением Хокинга, оно является результатом квантовых полей, создающих пары частица-античастица, и интенсивной гравитации горизонта событий в черной дыре, разрывающей эти пары.

Недавнее теоретическое исследование утверждает, что Хокингу, возможно, не нужен горизонт событий, но его можно создать с помощью любой достаточно большой гравитационной скважины.

В далеком будущем, после смерти Солнца и уничтожения Земли, все просто испарится. Не только все, что мы знаем, или все, что мы видели. Это не имеет к нам никакого отношения. Хотя вселенная началась со взрыва, она и погаснет с хныканьем.

По крайней мере, именно это предлагает группа исследователей из Университета Радбауд в Нидерландах. В новом исследовании ученые изучили часть механизма излучения черных дыр, называемого излучением Хокинга, и обнаружили, что оно может быть более вездесущим, чем мы думали.

Излучение Хокинга — забавная вещь. Предсказанный Стивеном Хокингом в 1974 году, он требует некоторого объединения теорий классической гравитации и квантовой физики. Этот тип излучения возникает, когда электрическое поле взаимодействует с другими квантовыми полями таким образом, что вызывает спонтанную генерацию частицы и античастицы.

Античастицы подобны обратным частицам: для каждого типа частиц существует равная и противоположная античастица. К счастью для нас, количество частиц значительно превышает число античастиц. Мы не знаем почему, но это хорошая новость. Если бы было равное количество частиц и античастиц, ничего бы не существовало. Противоположности нейтрализуют друг друга.

В большинстве случаев спонтанного образования пар частица и античастица именно это и делают: аннигилируют друг друга, так что ничего не остается. Но иногда гравитация черной дыры достаточно сильна и притягивает именно так, чтобы отделить половинки пар друг от друга. Одну вытягивает за горизонт событий в черную дыру, а другую выталкивает наружу в виде излучения — излучения Хокинга.

В конце концов, по мнению Хокинга, из черной дыры вылетит достаточное количество этого излучения, и огромный гравитационный колодец испарится в небытие. Подобно торнадо, выдыхающемуся, черная дыра просто выдохнется.

Но нелегко вовремя разделить частицу и античастицу, чтобы сохранить их существование. Долгое время ученые считали, что разделительная линия горизонта событий черной дыры — единственный способ разделить эти спонтанно созданные пары для создания излучения.

Однако, согласно новому исследованию, это неправда. Любая достаточно большая гравитационная яма может как создавать, так и разделять пары, генерируя собственное излучение Хокинга и, таким образом, растворяясь. Гравитационные силы ближнего действия, создаваемые этими большими телами, взаимодействующими с пространством-временем, известные как приливные силы, по-видимому, достаточны, чтобы выполнить работу горизонта событий.

«Это означает, что объекты без горизонта событий, такие как остатки мертвых звезд и другие крупные объекты во Вселенной, также обладают такого рода излучением», — заявил в пресс-релизе Хейно Фальке, один из авторов исследования. «И через очень длительный период это приведет к тому, что все во Вселенной в конечном итоге испарится, как черные дыры. Это меняет не только наше понимание излучения Хокинга, но и наш взгляд на Вселенную и ее будущее».

Это все еще очень теоретически. Черные дыры по-прежнему остаются очень загадочными объектами, и у нас еще нет полного свода правил для квантового мира. Но если это предложение может быть подтверждено в ходе последующих расследований, Фальке не ошибется, назвав необходимость изменить «наш взгляд на Вселенную и ее будущее». Действительно, хныканье, а не взрыв.

Вам также может понравиться

Что можно и чего нельзя делать при использовании малярного скотча