Чи може чорна діра бути знищена
Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.
Чорні діри є одним з найбільш руйнівних об’єктів у всесвіті.
Будь-який об’єкт, який наблизиться до сингулярності в центрі чорної діри, чи то астероїд, чи то планета, чи то зірка, ризикує бути розірваним на частини екстремальним гравітаційним полем чорної діри.
І якщо об’єкт, що наближається, перетне горизонт подій, то він зникне і ніколи більше не повернеться.
При цьому маса чорної діри і її радіус збільшаться.
Не існує нічого, що можна кинути в чорну діру, щоб це завдало їй хоч найменшої шкоди.
Навіть інша чорна діра не зможе знищити її.
Вони обидві просто зіллються в одну більшу чорну діру.
В результаті чого вивільниться енергія у вигляді гравітаційних хвиль.
Згідно з деякими гіпотезами всесвіт, можливо, в дуже далекому майбутньому складатиметься з самих лише чорних дір.
І все ж, можливо, існує спосіб знищити, або випарувати ці об’єкти?
Якщо теорія правильна, то все, що нам потрібно робити, це чекати.
У 1974 році Стівен Гокінг припустив, що чорна діра може поступово втрачати свою масу в процесі, що згодом отримав назву "випромінювання Гокінга".
Воно є наслідком квантових флуктуацій вакууму.
Згідно з квантовою механікою енергія одиниці об’єму простору-часу зазнає флуктуації між багатьма можливими енергетичними станами.
Ці флуктуації відбуваються завдяки безперервним народженням і знищенням пар віртуальних частинок, які складаються з частинки й протилежно зарядженої античастинки.
Зазвичай, частинка й античастинка стикаються і взаємознищуються практично одразу, не порушуючи закону збереження маси-енергії.
Але, що відбувається, якщо вони утворюються поблизу горизонту подій?
Якщо ці частинки матимуть правильні напрямки руху, то одна з них зможе уникнути падіння в чорну діру, але античастинка — ні.
Ця вцілила частинка анігілює з іншою протилежною їй частинкою біля горизонту подій.
В результаті чого маса чорної діри зменшується.
Однак, для зовнішнього спостерігача все матиме такий вигляд, ніби чорна діра випромінює частинки.
Таким чином, якщо чорна діра не поглинає додаткову матерію та енергію, вона буде поступово випаровуватись, але надзвичайно повільно.
Але наскільки повільно?
Відповідь дає один з напрямків фізики під назвою термодинаміка чорних дір.
Коли повсякденні предмети або небесні тіла випромінюють енергію, то ми сприймаємо це як тепло і ми можемо використати випромінювану ними енергію для визначення їхньої температури.
Термодинаміка чорних дір дозволяє нам аналогічно виміряти температуру чорної діри.
Вчені припускають, що чим масивнішою є чорна діра, тим нижча її температура.
Найбільші чорні діри всесвіту повинні мати температуру випромінювання близько 10 в мінус сімнадцятому степені Кельвінів, а це, фактично, абсолютний нуль.
В той самий час, чорні діри з масами як в астероїда Веста матимуть температуру близьку до 200 градусів за Цельсієм, випускаючи таким чином багато енергії у вигляді випромінювання Гокінга в дуже холодне зовнішнє середовище.
Чим менша чорна діра, тим вища її температура, і тим швидше вона випарується повністю.
Але, як швидко це станеться?
Не сподівайтеся, що скоро.
Насамперед більшість чорних дір в процесі акреції поглинають речовину й енергію швидше, ніж їх вивільняється через випромінювання Гокінга.
Але, навіть, якщо чорна діра масою як у нашого Сонця раптом припинить процес акреції, то буде потрібно 10 у шістдесят сьомому степені років, що у силу-силенну разів більше віку нашого всесвіту, для її повного випаровування.
Коли чорна діра досягає маси приблизно 230 тонн, то існувати їй залишається лише 1 секунду.
В цю останню секунду її горизонт подій зменшується до надзвичайно малого розміру, доки вся її енергія не вивільниться назад у всесвіт.
І хоча випромінювання Гокінга безпосередньо не спостерігалося, вчені вважають, що деякі спостережувані гамма-спалахи в космосі насправді є останніми моментами малих первинних чорних дір, утворених під час Великого вибуху.
Зрештою, в незбагненно далекому майбутньому всесвіт може стати холодним і темним місцем.
Але, якщо Стівен Гокінг мав рацію, то перш ніж це відбудеться, зазвичай страхітливі й неприступні чорні діри припинять своє існування в яскравому сяйві слави.
