Ученый рассказал как испаряются черные дыры

 Вчера на моем канале в телеграм меня спросили:

А можно подробнее про излучение/ испарение черных дыр Хокинга, пожалуйста. То, что они испаряются и мельчают, противоречит самой сути черных дыр, из которых ничего не должно исходить?

Излучение Хокинга - это процесс, в ходе которого черные дыры теряют массу путем излучения энергии.

Как происходит испарение

Если рассматривать черную дыру как релятивистский объект, то никакого испарения быть не должно, но увы, теория относительности не дает ответы на абсолютно все вопросы в современной физике.

Испарение черных дыр предсказывает квантовая теория. В вакууме постоянно рождаются пары частица-античастица. Если нет, никакой черной дыры, то происходит аннигиляция частиц, а энергия возвращается в вакуум и все становится как было. Этот процесс называется поляризацией или кипением вакуума.

Источник: wordpress.com
Источник: wordpress.com

УчВсе меняется тогда, когда в дело вступает черная дыра. Горизонт событий черной дыры - это граница при пересечении которой ничто не может покинуть черную дыру. Горизонт событий - граница условная, его нельзя условно говоря "пощупать".

И вот представим себе, что пара частица/античастица возникает на самой границе горизонта событий. При этом одна из них оказывается по нашу сторону горизонта событий, а вторая - по другую. В результате та частица/античастица оказавшаяся по нашу сторону улетает от черной дыры, а вторая - поглощается черной дырой.

Источник: basised.com
Источник: basised.com

Закон сохранения энергии никто не отменял - энергия не может браться из ниоткуда, поэтому эта частица отлетающая от черной дыры получает свою энергию из черной дыры. Поток вот таких частиц исходящих от горизонта событий и называется излучением Хокинга. Благодаря нему черные дыры теряют энергию, а так как E=mc² то и массу.

Источник: nasa.gov
Источник: nasa.gov

Сколько нужно времени черной дыре, чтобы испариться полностью? Не буду вас мучать довольно жестким матаном и перейду сразу к цифрам. Для черной дыры солнечной массы это миллиарды лет, а вот например для черной дыры массой 3500 тонн время испарения составит 1 час, черная дыра массой 10 000 тонн будет испаряться примерно сутки, а вот черная дыра с массой в 1 тонну испарится за доли секунды. Чем меньше масса черной дыры, тем быстрее ее испарение.

При этом в любом случае вся масса черной дыры превратится в энергию, что будет сравнимо с одновременным взрывом миллионов атомных бомб сброшенных на Хиросиму.

Испарение черной дыры не противоречит тому, что ничто не может покинуть черную дыру, ведь излучаемые частицы формируются вне горизонта событий.

Источник: nasa.gov
Источник: nasa.gov

Кстати именно благодаря излучению Хокинга (не только, но в том числе), эксперименты на большом адронном коллайдере не представляют абсолютно никакой угрозы. Любая микроскопическая черная дыра порожденная БАК тут же моментально испарится!

Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.