Як Стывен Гокінг змяніў разуменне чорных дзірак

Дзве старонкі, якія перавярнулі ўяўленні пра законы фізікі.

52 гады таму славуты фізік апісаў патэнцыйную магчымасць выбуху чорнай дзіркі. Такім чынам ён змяніў уяўленне пра гэтыя аб’екты.

1 сакавіка 1974 года 32-гадовы фізік Стывен Гокінг апублікаваў у часопісе Nature артыкул аб’ёмам крыху меншым за дзве старонкі і абверг адно з нашых фундаментальных дапушчэнняў пра чорныя дзіркі, піша Live Science.

Паводле тэорыі адноснасці Эйнштэйна, чорныя дзіркі настолькі масіўныя, а значыць валодаюць такой вялікай гравітацыяй, што нічога, нават святло, не можа вырвацца назад, пераадолеўшы гарызонт падзей чорнай дзіркі. Паводле гэтай логікі, чорныя дзіркі павінны толькі расці па меры старэння Сусвету, паглынаючы навакольную матэрыю або зліваючыся з іншымі чорнымі дзіркамі, каб урэшце стаць звышмасіўнымі.

Гокінг даследаваў, як квантавая механіка паўплывае на рост і эвалюцыю чорных дзірак. Ён аб’яднаў агульную тэорыю адноснасці, законы тэрмадынамікі і адносна простую квантавую фізіку, каб зрабіць выснову, што чорныя дзіркі выпраменьваюць мізэрную колькасць цяпла.

Гокінг сцвярджаў, што гэта адбываецца таму, што пары «віртуальных» часціц і антычасціц узнікаюць, а затым знікаюць ва Сусвеце пасля сустрэчы. Часам, аднак, адзін з чальцоў пары з’яўляецца па-за межамі гарызонту падзей чорнай дзіркі, а другі — унутры гэтай нябачнай мяжы. Адна часціца падае ўнутр чорнай дзіркі, а другая вырываецца і выносіць з сабой невялікую колькасць цяпла. З цягам часу гэтая страта цяпла, або выпраменьванне, змяншае чорную дзірку, што вядзе да павелічэння яе паверхневай гравітацыі. Гэта, у сваю чаргу, прыводзіць да паскарэння выпраменьвання, што ўрэшце выклікае выпарэнне чорнай дзіркі, магчыма, праз выбух. З цягам часу страту масы чорнай дзіркай пачалі звязваць менавіта з выпраменьваннем Гокінга.

У сваім артыкуле фізік зрабіў выснову, што для чорных дзірак з масай, як у Сонца, або больш выпарэнне, выкліканае выпраменьваннем Гокінга, заняло б больш часу, чым узрост Сусвету.

Але Гокінг таксама задаваўся пытаннем, ці не ўтварыліся крошачныя першасныя чорныя дзіркі з квантавых флуктуацый на пачатку гісторыі Сусвету. Гэтыя крошачныя чорныя дзіркі, масай менш за 1 трыльён кілаграмаў, даўно б выбухнулі, меркаваў фізік.

«Гэта даволі невялікі выбух па астранамічных мерках, але ён эквівалентны прыкладна 1 мільёну вадародных бомбаў з магутнасцю выбуху ў 1 мегатону», — напісаў Гокінг у сваім артыкуле.

Выпраменьванне Гокінга неўзабаве трывала замацавалася ў тэарэтычнай фізіцы. Але таксама выявіўся вялізны парадокс у фізіцы чорных дзірак. Выпарэнне чорнай дзіркі азначае, што інфармацыя, якая трапіла ў чорную дзірку, губляецца назаўсёды. Гэта супярэчыць цэнтральнаму прынцыпу квантавай механікі: інфармацыя не можа быць створаная або знішчаная. На працягу наступных 40 гадоў, да сваёй смерці ў 2018 годзе, Гокінг паступова разбіраўся з інфармацыйным парадоксам чорнай дзіркі.

У 2015 годзе Гокінг выказаў здагадку, што інфармацыя можа пакінуць чорную дзірку, магчыма, праз чарвяточыну і выйсці ў іншы Сусвет. Пасля смерці фізіка некаторыя вучоныя выказалі здагадку, што інфармацыя не губляецца, трапіўшы ў чорную дзірку, а, наадварот, выкідваецца з яе.

У 2024 годзе фізікі прапанавалі спосаб яе выяўлення: інфармацыя, паглынутая чорнай дзіркай, пакіне сляды ў выглядзе ледзь прыкметных ваганняў у прасторы-часе — гравітацыйных хваль.

Вучоным пакуль не ўдалося знайсці прамыя доказы выбухаў чорных дзірак або існавання першасных чорных дзірак.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]