Во Вселенной черные дыры долгое время считались конечными явлениями, бездонными ямами, где материя и энергия исчезают навсегда. Однако революционная теория Стивена Хокинга предполагала, что они действительно могут медленно испаряться. Недавно эта идея получила дальнейшее развитие благодаря новым исследованиям, предполагающим, что испарение может быть универсальной судьбой, не ограничиваясь черными дырами, но распространяясь на все объекты во Вселенной.
В 1974 году Стивен Хокинг предположил, что черные дыры в конечном итоге испарятся благодаря так называемому излучению Хокинга. Это явление, происходящее из квантовой механики, связано с образованием пар световых частиц (фотонов), которые появляются вокруг чрезвычайно мощных гравитационных полей черных дыр вблизи горизонта событий. Это приводит к постепенной потере энергии и в конечном итоге к испарению черной дыры.
Недавно исследователи из Университета Радбауд в Нидерландах предложили радикально пересмотреть теорию, что вызвало сомнения в научном сообществе. Новое исследование предполагает, что излучение Хокинга может быть создано не только путем извлечения энергии из черных дыр, но и из всех объектов с достаточной массой. В конце концов, все во Вселенной испарится. Работа команды опубликована в журнале .
Гораздо более мощная теория, чем ожидалось
Чтобы прийти к этому расширению теории Стивена Хокинга, авторы сначала использовали умную комбинацию некоторых элементов квантовой физики и теории гравитации Эйнштейна. Они изучали, что происходит, когда пары частиц и античастиц создаются в среде черных дыр. Исследование показало, что новые частицы могут создаваться далеко за пределами этого горизонта.
Во-вторых, команда применила концепцию эффекта Швингера к теории Хокинга. Это явление в квантовой физике, когда сильное электрическое поле может создавать пары частиц и античастиц.
Обратите внимание: Японцы хотят уничтожать космический мусор с помощью плазменной пушки.
Исследователи изучали, могут ли подобные явления происходить в интенсивных гравитационных полях вокруг черных дыр.Затем они создали математическую модель, воспроизводящую излучение Хокинга в космосе при определенном диапазоне сил гравитационного поля. Согласно их новой теории, горизонт событий не нужен для того, чтобы энергия медленно покидала массивный объект в виде света; гравитационное поле объекта достаточно само по себе.
Действительно, квантовые флуктуации, вторгаясь в пустое пространство, спонтанно порождают пары частиц и античастиц. Обычно эти пары аннигилируют так быстро, что их существование становится виртуальным. Но мощное поле может разделить членов пары на достаточно долгое время, чтобы их существование стало реальным и они смогли выбраться из черной дыры, заставив ее испариться.
Это означает, что кривизна пространства-времени играет важную роль в создании излучения далеко за пределами черной дыры. Другими словами, образование частиц зависит только от растяжения пространства-времени, вызванного искаженным гравитационным полем, и не требует наличия горизонта событий, как изначально предполагал Хокинг.
Универсальное конечное испарение?
Однако не совсем ясно, что на самом деле влечет за собой пересмотренная теория. Не исключено, что со временем вещество, из которого состоят звезды, нейтронные звезды и планеты, претерпит энергетический переход в уникальное сверхнизкоэнергетическое состояние. Этого может быть достаточно, чтобы вся материя схлопнулась в черные дыры, которые будут продолжать медленно излучать свет, пока тоже не исчезнут без следа.
К сожалению (или к счастью, в зависимости от вашего взгляда на вейпинг), все это догадки, ожидающие подтверждения. Чтобы определить, является ли это верным предсказанием конечной судьбы Вселенной, физикам потребуется обнаружить некоторое производство излучения Хокинга вокруг гравитационно-плотных объектов — как вокруг черных дыр, так и вокруг планет, звезд или нейтронных звезд, если всем суждено исчезнуть во вспышке холодного света.
Соавтор Хайно Фальке отмечает в пресс-релизе: «Это означает, что объекты без горизонта событий, такие как остатки мертвых звезд и другие крупные объекты во Вселенной, также имеют этот тип излучения это приведет к испарению всего во Вселенной», подобно черным дырам. Это меняет не только наше понимание излучения Хокинга, но и наше видение Вселенной и ее будущего".
Это расширение знаменитой теории Хокинга дает захватывающее представление о будущем Вселенной. Во-первых, это прекрасный пример того, что в космосе нет ничего постоянного и что даже самые устоявшиеся и уважаемые идеи можно подвергнуть сомнению и значительно расширить.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Во Вселенной черные дыры уже давно считаются конечными явлениями, бездонными ямами, где материя и энергия исчезают навсегда.