В этой Вселенной ничто не вечно, но черные дыры – это те объекты, которые будут стараться дольше всех оставаться в живых. Еще очень долго после того, как последняя звезда погаснет, а последняя планета превратится в пыль, черные дыры будут существовать. Но и они не бессмертны.
Многие черные дыры образуются очень эффектно. Один из способов – взрыв массивных звезд. Другой – слияние плотных объектов. Мы не знаем, как возникли самые большие сверхмассивные черные дыры, но это не было скромно и застенчиво. Их рождение всегда эффектно, но их смерть – совсем другое. Они умирают тихо и медленно. Очень-очень медленно. Черные дыры, по оценкам ученых, должны просуществовать еще 10109 лет.
Как же они умирают? Они просто испаряются. Черные дыры, когда они не питаются активно, теряют массу и энергию в виде излучения: излучения Хокинга. Черные дыры потому и черные, что ничто, даже свет, не может их покинуть. Как только что-то пересекает ее границу, горизонт событий, оно исчезает навсегда. В пределах горизонта событий скорость убегания больше скорости света, а поскольку ничто не выходит за пределы скорости света, ничто не покидает черные дыры.
В связи с этим возникает вопрос, как же тогда из черной дыры вырывается излучение Хокинга? Но дьявол, как всегда, кроется в деталях. Это излучение формируется за горизонтом событий. Квантовая механика показала нам, что пустое пространство не совсем пустое. В нем есть энергия, и эта энергия может спонтанно образовывать пары частиц и античастиц, которые при взаимодействии снова становятся чистой энергией.
Когда это происходит вблизи черной дыры (а может быть, и не вблизи), эти частицы могут не взаимодействовать, превращаясь обратно в чистую энергию. Одна пара частиц захватывается черной дырой, а другая ускользает. И этот великий побег уносит крошечную часть энергии черной дыры.
Количество уносимой энергии невелико, поистине мизерно, но оно есть. И это происходит постоянно. Черные дыры будут продолжать образовываться и расти еще долгое время (вероятно, Вселенная еще не видела своей самой большой черной дыры), но в какой-то момент им нечем будет питаться, и они начнут уменьшаться, растворяясь в ничто, медленно выбрасывая излучения Хокинга.
Время испарения зависит от размера черных дыр. Чем они меньше, тем быстрее исчезают и в далеком будущем останутся только самые большие. А в конечном итоге останется только одна.
Читайте также: Самые близкие к Земле черные дыры могут находиться внутри звездного скопления Гиады