Концепция, связанная с черными дырами, может быть применима ко всему космосу.
Черные дыры не вечны. Крайне медленно они теряют массу и энергию в виде теплового излучения. Это известно как излучение Хокинга, и через невероятно долгий промежуток времени черные дыры могут испариться и в конечном итоге исчезнуть. Новая теоретическая статья предполагает, что это справедливо не только для черных дыр: это конечная судьба всего, что существует во Вселенной.
Излучение Хокинга возникает из-за того, что происходит на горизонте событий, поверхности невозврата. Ничто не может покинуть черную дыру, даже свет, поэтому пересечение горизонта событий является роковым моментом. Эта граница отделяет Вселенную от черной дыры. Но за этой границей могут происходить интересные вещи. Квантовая механика предполагает, что пространство-время обладает энергией, и эта энергия может спонтанно превращаться в частицы и их античастицы. Затем они аннигилируют, снова превращаясь в энергию.
Но на границе этот процесс завершается лишь наполовину. Одна частица из пары съедается черной дырой, а другая улетает во Вселенную. Это и есть излучение Хокинга. Теперь физики-теоретики из Университета Радбоуда поставили под сомнение важнейший аспект этого сценария. Необходим ли горизонт событий для возникновения излучения Хокинга? Оказывается, его можно получить и в другом месте.
“Мы демонстрируем, что в дополнение к хорошо известному излучению Хокинга существует и новая форма излучения”, – сказал в своем заявлении соавтор работы Майкл Вондрак.
Появление пар частиц не является исключительным явлением для пространства-времени вокруг горизонта событий, но предполагалось, что гравитация и кривизна пространства-времени вдали от черных дыр недостаточны для разделения частиц, созданных таким образом. Оказалось, что некоторые из них могут убежать.
“Мы показываем, что далеко за пределами черной дыры кривизна пространства-времени играет большую роль в создании излучения. Там частицы уже разделены приливными силами гравитационного поля”, – пояснил соавтор исследования Вальтер ван Суйлеком.
Их расчеты показывают, что нахождение вблизи горизонта событий позволяет большему количеству частиц покинуть свои пары, но это вовсе не является необходимым условием.
“Это означает, что объекты без горизонта событий, такие как остатки мертвых звезд и другие крупные объекты во Вселенной, также обладают подобным излучением. И, по прошествии очень долгого периода времени, это приведет к тому, что все во Вселенной в конце концов испарится, подобно черным дырам. Это меняет не только наше понимание излучения Хокинга, но и наш взгляд на Вселенную и ее будущее”, – добавил третий соавтор работы Хайно Фальке. “Температура излучения Хокинга обратно пропорциональна массе, поэтому чем больше объект, тем меньше излучение. Было бы интересно посмотреть, как это отразится на расширении кривизны”.
Читайте также: Стоит ли наша Вселенная на месте? Изучение ключевой теории Эйнштейна через космический “инь-ян”