Всесвіт дуже повільно випаровується на наших очах
Відповідно до відомої теорії Стівена Хокінга , чорні діри з часом випаровуються, поступово втрачаючи масу у вигляді дивного випромінювання, оскільки горизонт подій руйнує навколишні квантові поля.
Але виявляється, що драматичний обрив горизонту подій може бути не таким критичним для цього процесу. Згідно з новими дослідженнями астрофізиків Майкла Вондрака, Вальтера ван Суйлекома та Хейно Фальке з Університету Радбуда в Нідерландах, достатньо крутий нахил кривизни простору-часу може зробити те саме.
Це означає, що випромінювання Хокінга або щось дуже схоже на нього може не обмежуватися чорними дірами. Це може бути всюди, тобто Всесвіт дуже повільно випаровується на наших очах.
«Ми демонструємо, що крім добре відомого випромінювання Хокінга, є також нова форма випромінювання, — каже Вондрак ».
Радіацію Хокінга ми ніколи не могли спостерігати, але теорія та експерименти припускають, що це правдоподібно.
Ось дуже спрощене пояснення того, як це працює. Якщо ви щось знаєте про чорні діри, то це, ймовірно, те, що це космічні пістолети, які гравітаційно висмоктують усе, що знаходиться поблизу, з невблаганною остаточністю, чи не так?
Що ж, це більш-менш так, але чорні діри не мають більшої сили тяжіння, ніж будь-яке інше тіло еквівалентної маси. Що вони мають, так це щільність: багато маси, упакованої в дуже, дуже маленький простір. У певній близькості від цього щільного об’єкта гравітаційне тяжіння стає настільки сильним, що швидкість втечі – швидкість, необхідна для втечі – стає неможливою. Навіть швидкість світла у вакуумі, найшвидшому у Всесвіті, недостатня. Ця близькість відома як горизонт подій.
Гокінг математично показав, що горизонти подій можуть заважати складній суміші флуктуацій, що пронизують хаос квантових полів. Хвилі, які зазвичай гасять, більше не гасять, що призводить до дисбалансу ймовірностей, що створює нові частинки.
Енергія в цих спонтанно згенерованих частинках пов’язана безпосередньо з чорною дірою . У крихітних чорних дірах поблизу горизонту подій утворюються високоенергетичні частинки, які швидко забирають велику кількість енергії чорної діри та спричиняють швидке зникнення щільного об’єкта.
Великі чорні діри світяться холодним світлом у спосіб, який буде важко виявити, через що чорна діра поступово втрачатиме свою енергію як масу протягом набагато довшого часу.
Дуже схоже явище гіпотетично відбувається в електричних полях. Відомий як ефект Швінгера, достатньо сильні флуктуації в електричному квантовому полі можуть порушити баланс віртуальних електрон-позитронних частинок, спричинивши появу деяких з них. Проте, на відміну від випромінювання Хокінга, для ефекту Швінгера не потрібен горизонт – лише неймовірно потужне поле.
Задаючись питанням про те, чи існує спосіб появи частинок у викривленому просторі-часі, аналогічний ефекту Швінгера, Вондрак та його колеги математично відтворили той самий ефект за низки гравітаційних умов.
«Ми показуємо, що далеко за межами чорної діри кривизна простору-часу відіграє велику роль у створенні випромінювання», — пояснює ван Суйлеком . «Частинки вже розділені там приливними силами гравітаційного поля».
Все, що є відповідним чином масивним або щільним, може викликати значне викривлення простору-часу. По суті, гравітаційне поле цих об’єктів викликає деформацію простору-часу навколо них. Чорні діри є найбільш екстремальним прикладом, але простір-час також вигинається навколо інших щільних мертвих зірок, таких як нейтронні зірки та білі карлики, а також надзвичайно масивних об’єктів, таких як скупчення галактик.
Дослідники виявили, що в цих сценаріях гравітація все ще може впливати на коливання квантових полів настільки, щоб породжувати нові частинки, дуже схожі на випромінювання Хокінга, не вимагаючи каталізатора горизонту подій.
«Це означає, що об’єкти без горизонту подій, такі як залишки мертвих зірок та інші великі об’єкти у Всесвіті, також мають такий вид випромінювання», — каже Фальке .
«І після дуже тривалого періоду це призведе до того, що все у Всесвіті врешті-решт випарується, як і чорні діри. Це змінює не лише наше розуміння випромінювання Хокінга, але й наш погляд на Всесвіт та його майбутнє».
Але вам нема про що турбуватися в найближчому майбутньому. Чорній дірі масою з Сонце (з діаметром горизонту подій, до речі, лише 6 кілометрів або 3,7 милі) знадобилося б 10 64 роки , щоб випаруватися.
У нас є час, щоб вбити, перш ніж ми всі зникнемо в холодному промінні світла.
