Может ли свет вырваться из черных дыр?

С точки зрения квантовой механики черные дыры не совсем черные.

Спустя четыре десятилетия после того, как теории предсказали существование черных дыр, астрофизики придерживались простого взгляда на них. Они были такими огромными скоплениями массы, что ни один свет не мог избежать их ошеломляющего гравитационного притяжения. Астрономы считали черные дыры черными, потому что они ограничены пределом, называемым горизонтом событий, который улавливает излучение в колодцах, из которых не может выйти электромагнитное излучение.

Концепция таких «темных звезд» была выдвинута еще в 1783 году британским геологом Джоном Мичеллом. В 1920-х и 1930-х годах астрофизики ужесточили теории о черных дырах, но только в последние 30 лет астрономы начали собирать хорошие наблюдательные доказательства существования черных дыр. Ярлык держался твердо: черные дыры были черными, потому что ничто не могло ускользнуть от их гравитационной хватки. Черные дыры нужно было наблюдать через их взаимодействие с другими близлежащими телами, подверженными их влиянию.

ОСТАНОВИТЬ УТЕЧКУ! Если черные дыры по определению являются областями, из которых ничто не может вырваться, то как же свет может «просачиваться» из них? С точки зрения квантовой механики черные дыры не совсем черные: они испускают небольшое количество света, называемое излучением Хокинга.

Но этот простой взгляд на черные дыры начал меняться в 1974 году. В том же году британский космолог Стивен Хокинг разработал сложную систему уравнений о черных дырах, используя квантовую теорию поля. К удивлению физиков, Хокинг показал, что черные дыры действительно могут излучать. Представление о том, что ничто не может вырваться из черной дыры, теперь казалось ошибочным. Получающееся в результате излучение, каким бы небольшим оно ни было, было названо излучением Хокинга.

DISK WARP. Предполагаемая черная дыра в активной галактике NGC 6251 окружена искривленным пыльным диском материала, показанным на этой иллюстрации. Изображения реального диска показывают, что только одна сторона отражает свет, создавая его необычную деформацию.

Хокинг показал, что есть несколько способов понять, как энергия может покинуть черную дыру. Во-первых, разделение пар материя-антивещество происходит сразу за горизонтом событий. Это приведет к излучению не из самой черной дыры, а из-за того, что виртуальные частицы будут переведены в более высокие энергетические состояния под действием гравитации черной дыры. Другой способ взглянуть на процесс состоит в том, что флуктуации вакуума могут вызвать появление пары частица-античастица вблизи горизонта событий. Одна частица могла упасть в черную дыру, а другая - нет. Чтобы заполнить «дыру» в энергии, оставленную одинокой частицей, энергия может туннелировать свой путь из черной дыры через горизонт событий, создавая наблюдаемое излучение. Это привело бы к потере массы черной дыры, и наблюдатель увидел бы излучение, испускаемое черной дырой.

ПРОБУЖДЕННЫЙ ГИГАНТ. В центре этого снимка телескопа Хаббла соседней галактики Центавр A скрывается сверхмассивная черная дыра, питающаяся сталкивающейся галактикой меньшего размера. Когда галактики подпитывают спящие черные дыры, которые лежат внутри них, разлетаются искры.

Если черные дыры могут терять массу, то из этого логически следует, что по крайней мере некоторые из них могут со временем исчезнуть. Этот процесс называется испарением черной дыры. Когда частицы вылетают из черной дыры, черная дыра теряет не только энергию, но и массу, потому что они взаимозаменяемы и равны, что регулируется знаменитым уравнением Эйнштейна E = mc 2 . Для простейшего вида черной дыры, незаряженной, невращающейся черной дыры Шварцшильда, физики могут оценить количество излучения Хокинга, которое должно быть произведено. Черная дыра массой в одну солнечную будет производить крошечный выход энергии - всего около 10–28 Вт. Это довольно близко к тому, чтобы быть абсолютно черным!

Предполагая, что черная дыра спит и больше не накапливает материю, можно подсчитать, сколько времени потребуется, чтобы она испарилась. Для черной дыры с массой в одну солнечную ответ ошеломляет: 1067 лет, или более чем в миллион раз дольше, чем вся история Вселенной на сегодняшний день. Но крошечные черные дыры испарялись бы быстрее, если бы они не питались радиацией и звездами. Черная дыра массой 1022 фунта (1011 кг) исчезнет всего за 3 миллиарда лет.

КРАСНОЕ НЕБО Восход. В активной галактике NGC 4261 находится сверхмассивная черная дыра. Наблюдатель на гипотетической планете, вращающейся вокруг звезды в этой галактике, может увидеть ночное небо, как показано на этой иллюстрации.

Классическая концепция черных дыр почти верна, но не совсем. Стивен Хокинг показал миру, что черные дыры могут проявлять себя, хотя доказательства могут быть неуловимыми, и что при достаточном времени они могут даже исчезнуть.

--------------------------------------------------------------------------------------------

Интересно? Помоги каналу своим лайком и подпиской! А так-же ты всегда будешь в курсе того самого момента переселения или открытия новых видов жизни!

--------------------------------------------------------------------------------------------

Когда же наконец свершится космическое переселение? Оставь свое мнение в чате канала!

https://yandex.ru/chat/#/join/f712bb3f-6a46-457a-aec5-b80db7a99c1f

--------------------------------------------------------------------------------------------