Проучване: Всичко във Вселената в крайна сметка ще се изпари

"Това означава, че обектите без хоризонт на събитията, като например остатъците от мъртви звезди и други големи обекти във Вселената, също имат този вид излъчване", посочва съавторът Хайно Фалке (Heino Falcke).

Източник: Wild Study Shows Everything in The Universe Will Eventually Evaporate, ScienceАlert

Справка: Gravitational Pair Production and Black Hole Evaporation
Michael F. Wondrak, Walter D. van Suijlekom, Heino Falcke https://arxiv.org/abs/2305.18521 Статията е приета за публикуване в Physical Review

ВСИЧКО СЕ ИЗПАРЯВА

ЕФЕКТЪТ НА ШВИНГЕР

ЛЪЧЕНИЕТО НА ХОКИНГ

Според известната теория на Стивън Хокинг черните дупки се изпаряват с течение на времето, постепенно губейки маса под формата на радиация, тъй като хоризонтът на събитията си разцепва двойки виртуални частици.

Големите черни дупки ще светят с хладна светлина по начин, който трудно би могъл да бъде открит, което ще накара черната дупка постепенно да загуби енергията си като маса за много по-дълъг период от време.

Интересувайки се дали има начин частиците да се появяват в изкривено пространство-време, който да е аналогичен на ефекта на Швингер, Вондрак и колегите му възпроизвеждат математически същия ефект при различни гравитационни условия.

Лъчението на Хокинг е нещо, което никога не е наблюдавано, но не противоречи на теорията и експериментите .

"Доказваме, че освен добре познатото лъчение на Хокинг съществува и нова форма на лъчение", заявява Майкъл Вондрак (Michael Wondrak), един от авторите на проучването.

"И след много дълъг период от време това би довело до това, че всичко във Вселената в крайна сметка ще се изпари, точно както черните дупки. Това променя не само разбирането ни за лъчението на Хокинг, но и представата ни за Вселената и нейното бъдеще."

"Показваме, че далеч отвъд черната дупка кривината на пространство-времето играе голяма роля в създаването на радиация", обяснява съавторът Валтер ван Суйлеком (Walter van Suijlekom). "Там частиците вече са разделени от приливните сили на гравитационното поле."

В близкото бъдеще обаче няма за какво да се притеснявате. На черна дупка с масата на Слънцето (с диаметър на хоризонта на събитията само 6 километра, между другото) ще й трябват 1064 години, за да се изпари. Имаме време за убиване, преди всички да изчезнем в студено кълбо светлина.

Изследователите откриват, че при тези сценарии гравитацията все още може да повлияе на флуктуациите в квантовите полета дотолкова, че да доведе до появата на нови частици, много подобни на лъчението на Хокинг, без да е необходим катализатор от типа на хоризонта на събитията.

Много подобно явление хипотетично се наблюдава в електрическите полета. Известен като ефекта на Швингер, достатъчно силни колебания в електрическо квантово поле могат да нарушат баланса на виртуалните електронно-позитронни частици, като накарат някои от тях да се появят. За разлика от лъчението на Хокинг обаче ефектът на Швингер не се нуждае от хоризонт - само от изключително мощно поле.

Оказва се обаче, че драматичната пропаст на хоризонта на събитията в крайна сметка може да не е толкова важна за този процес. Според ново изследване на трима астрофизици от Университета Радбуд в Нидерландия, достатъчно стръмен наклон на кривината на пространство-времето може да направи същото.

През 1974 Стивън Хокинг формулира хипотезата, че черните дупки трябва да излъчват радиация, но от фундаментално различен характер в сравнение с класическото електромагнитно лъчение. Това лъчение, за което говорихме по-горе, има източник, а именно движещите се заряди и маса. А лъчението на Хокинг, може да се каже, че няма източник - то е резултат от свойствата на вакуума (проява на двойки частица-античастица, които се анихилират, т.е флуктуациите са нулеви) и заради падането на материя в черната дупка. Освен това, ако зарядите и масите пораждат само за електромагнитни и гравитационни вълни, резултат на квантовото лъчение на Хокинг може да бъде раждането на електрони, позитрони, протони и други частици.