Сегодня я хочу рассказать вам вещь, которая звучит почти парадоксально. Тезис прост - когда черная дыра теряет массу, она становится… плотнее.
Стоит ли напоминать, что в случае обычного материального тела при постоянном объеме уменьшение массы уменьшит и плотность. Но с чёрными дырами всё иначе.
Да-да, именно так. Вселенная иногда ведет себя так, будто пытается сломать наше представление о здравом смысле. Черные дыры — главный пример этого космического абсурда. Если бы их существование еще не было подтверждено наблюдениями, я бы, честно говоря, поставил на то, что это красивая, но чисто теоретическая выдумка.
Чёрная дыра это удивительно простой объект. Несмотря на все их мистические свойства, описываются они всего тремя параметрами: массой, электрическим зарядом и спином (вращением). Если вы возьмёте две разные черные дыры с одинаковыми значениями этих параметров, они будут неразличимы. Даже их горизонты событий будут абсолютно идентичны.
А теперь начинается самое странное. Мы уже отметили, что в обычном мире плотность растет вместе с массой при неизменности объема. Чем массивнее планета или звезда, тем сильнее сжата её материя.
Но у черных дыр всё наоборот.
Дело в том, что радиус Шварцшильда или условный "размер" черной дыры напрямую зависит от её массы. А плотность, напомню, это масса, деленная на объем. Объем в данном случае тоже задаётся массой, так что масса и объем оказываются связаны между собой.
Математика тут безжалостна. Плотность черной дыры оказывается обратно пропорциональна квадрату её массы. Иными словами — чем меньше масса, тем выше плотность.
Именно поэтому, когда черная дыра постепенно теряет массу (например, из-за излучения Хокинга), её горизонт событий уменьшается, а сама она становится компактнее и плотнее. Этот эффект гарантирует, что даже на последнем издыхании гравитация у самой границы останется такой сильной, что свет не сможет вырваться наружу.
Если бы этого не происходило, мы бы в какой-то момент получили черную дыру, из которой свет вдруг начал бы просачиваться, а это нарушило бы одно из важнейших правил физики. Вселенная, похоже, не допускает таких оголённых сингулярностей.
В финале своего существования черная дыра может стать крошечной - даже легче Солнца, легче горы, а при достаточно долгом ожидании, возможно, даже легче вашей кружки на столе. Но она всё равно останется черной дырой - маленькой, но с невероятно высокой плотностью и таким же опасным горизонтом событий.
Что происходит, когда её масса становится сравнимой с планковской? Тут физика разводит руками. Возможно, черная дыра просто испаряется во вспышке радиации. Возможно, стабилизируется и перестанет терять массу. А может, превращается во что-то, о чём мы пока даже не умеем мечтать.
Чисто технически уместно полагать, что результат может быть абсолютно невероятным и даже ужасающим. Мы не можем пока точно прогнозировать результат такого процесса.
Одно ясно точно - какой бы ни была её судьба, голую сингулярность мы так и не увидим. Соответственно, и не сможем понять чем она является в физическом (не математическом) смысле. Даже если вообразить черную дыру размером с шарик для пинг-понга, подойти к ней по-прежнему будет плохой идеей.
Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями