У нас довольно мало информации о черных дырах. Известно, что гравитационное поле их настолько сильно, что не позволяет материальным объектам и излучению ускользать от них.
Существует теория о том, что черные дыры сами исчезают в результате испарения. Но как? Мы тоже говорим об этом в этой статье.
Все мы знаем, что черная дыра - это космический объект, который поглощает все, что приближается достаточно близко, оказывается в ловушке гравитационного поля.
Ненасытность этих древних звездных остатков удивляет. Не исключено, что однажды они могут повлиять на все человечество, на все, что находится вокруг нашей планеты.
Они, поглощая все на своем пути, увеличивают свою энергию и массу. Людям хорошо известно следствие термодинамики - все тела, даже самые холодные, если они не находятся на абсолютном нуле, излучают энергию. Но и теряют ее. Получается, что исходя из этого утверждения ничто не может вырваться из черной дыры, поэтому они ничего не могут испустить. Вывод очевиден - если они ничего не излучают, они должны находиться при температуре абсолютного нуля, это -273 градуса Цельсия. Кроме того, согласно термодинамике, тело с абсолютным нулем имеет нулевую энтропию (величина беспорядка в системе).
В 1971 году физик по имени Якоб Бекенштейн предположил, что черные дыры являются мерой энтропии горизонта событий.
Таким образом, все, что известно о термодинамике, применимо к черным дырам. В 1972 году в летней школе Les Houches во французских Альпах Хокинг вместе с Джеймсом Бардином и Брэндоном Картером, двумя ведущими экспертами по черным дырам, вывели четыре закона механики черных дыр, очень похожие на законы термодинамики.
Русский теоретик Яков Зельдович и его ученик Алексей Старобинский объединили квантовую механику с уравнениями вращающейся черной дыры, чтобы показать, что она излучает энергию.
Хотя Хокинг сначала не очень в это верил! Его заинтриговала возможность ситуации, поэтому он начал проводить исследования.
Расчеты, сделанные Хокингом в 1974 году, показали, что Бекенштейн был прав - черные дыры таки пропускали излучение.
Он очень разочаровался и заявил: "Я был очень расстроен, потому что вся моя теоретическая основа была разрушена, и я сделал все возможное, чтобы прийти к такому выводу. Я был очень зол".
Играя с квантовой механикой и общей теорией относительности, Хокинг определил, что черные дыры не такие уж странные.
Проблема заключалась в захвате черной дыры. Общая теория относительности - классическая теория, которая не учитывает квантовые эффекты. Тем не менее, абсолютным фокусом черной дыры является центральная особенность, то есть безразмерная математическая точка, в которой вся масса звезды разрушается под действием собственной гравитации. Рассмотрение таких малых размеров означает, что необходимо учитывать возможные квантово-механические эффекты.
Первый вывод, учитывая эти исследования, состоит в том, что черные дыры не имеют нулевой энтропии.
На самом деле, у них гораздо больше звезд, чем раньше.
Второй вывод показывает, что черные дыры не имеют температуру абсолютного нуля.
Каждое существо с массой, энергией и энтропией должно иметь ненулевую температуру, и черные дыры тоже имеют ее, даже если они чрезвычайно малы.
Третий вывод - чем больше масса черной дыры, тем ниже ее температура.
Если отверстие не имеет нулевой температуры, оно должно будет излучать энергию. Но разве мы не были изначально уверены в том, что ничто не может вырваться из черной дыры? Хокинг уверен, что это высвобождение энергии происходит с поверхности отверстий, а не изнутри.