Исчезновение черных дыр: причины этого явления и его значение для физиков.

Известный ученый Стивен Хокинг, основываясь на принципах квантовой физики, выдвинул гипотезу о том, что, хотя ничто не может покинуть горизонт событий черной дыры, эти объекты могут на самом деле испускать частицы. Таким образом, черные дыры могут сжиматься, испаряться, а возможно, даже взрываться, в конечном итоге исчезая. Теория Хокинга вызвала полувековые дебаты среди физиков, так как предположение о том, что черные дыры испаряются, ставит под сомнение два основных принципа физики: общую теорию относительности и квантовую механику, как отмечает Live Science.

Физики продолжают обсуждать механизмы, приводящие к испарению черной дыры и ее исчезновению. Однако за последние десятилетия появились потенциальные объяснения, которые ставят под сомнение ключевые законы Вселенной. Дэниел Харлоу из Массачусетского технологического института, США, утверждает, что понимание процесса испарения черных дыр значительно улучшилось по сравнению с 50 годами назад. Тем не менее, некоторые загадки остаются, так как никто еще не наблюдал этот процесс напрямую.

Как исчезают черные дыры?

Альберт Эйнштейн предсказал существование черных дыр в 1915 году, основываясь на своей общей теории относительности, которая объясняет, как гравитация является следствием кривизны пространства-времени. Согласно этой теории, черные дыры представляют собой очень плотные объекты с огромной массой. Их гравитация так сильна, что даже свет, достигнувший горизонта событий черной дыры, не может выбраться обратно. Все, что попадает внутрь, сжимается в области сингулярности, где нарушаются известные законы физики.

Стивен Хокинг предположил, что не все частицы поглощаются черной дырой. В рамках квантовой механики обычные частицы и античастицы могут появляться и исчезать. При их столкновении происходит взаимное уничтожение. Хокинг считал, что колебания полей на горизонте событий черной дыры приводят к тому, что частицы и античастицы не всегда уничтожают друг друга. Одна из пары частиц может попасть в черную дыру, в то время как другая вырывается наружу. Таким образом, эти частицы образуют излучение, известное как излучение Хокинга. С увеличением числа частиц, выбрасываемых в космос, черные дыры теряют свою энергию и массу, в конечном итоге исчезая, как полагал Хокинг.

Однако процесс исчезновения черной дыры является крайне медленным. Например, если черная дыра имеет массу, равную массе Солнца, она должна полностью испариться за 10 в 67 степени лет, что значительно превышает нынешний возраст Вселенной (13,8 миллиардов лет). Как уже упоминалось, физики пока не видели прямых доказательств существования излучения Хокинга, поэтому исследования в этом направлении продолжаются.

Парадокс черных дыр

Процесс испарения черной дыры привел к возникновению информационного парадокса черных дыр или парадокса Хокинга. Если черные дыры испаряются и исчезают, то частицы, остающиеся после их исчезновения, не содержат информации об исходном состоянии материи. Это нарушает основную концепцию физики, согласно которой система в один момент времени должна определять или отражать свое состояние в другой момент времени.

Физики продолжают искать решение информационного парадокса черных дыр. По словам Харлоу, любое решение этого парадокса требует пересмотра различных основных принципов физики.