Что произойдет с поглощенной материей, когда исчезнет черная дыра?
Одна популярная теория эволюции Вселенной пророчит последней тепловую смерть. Звезды изживут себя и сгорят, после чего в космосе останутся только гигантские чёрные дыры, по мнению Стивена Хоккинга, и те в скором времени рассеются в пространстве. Учёный считал, что данные объекты испускают фотоны и некоторые другие элементарные частицы. Возникает встречный вопрос: после распада чёрной дыры, что произойдёт со всей матерей, которая когда-либо попадала в неё? Что, в конце этого процесса случится с самим пространственно-временным континуумом?
Для начала необходимо разобраться со строением чёрных дыр
В целом, это те же звёзды, но настолько невероятно плотные, что способны даже искривлять пространственно-временную геометрию материи. Чёрную дыру можно мысленно представить в виде воронки, в центре которой образуется точка сингулярности, где плотность массы стремиться к бесконечности. Такое явление может случиться с любым массивным телом, если оно сожмется до критических размеров. Но чаще всего они формируются в результате гравитационного коллапса массивных нейтронных звёзд.
Любая материя, которая окажется в радиусе действия гравитации чёрной дыры, теряя импульс, начнет интенсивно излучать гравитационные волны. Достигнув же горизонта событий, поглощённая материя моментально разгонится до скорости света, двигаясь к точке наивысшей плотности. Понятно, что выбраться из этой области невозможно, поскольку для этого частицы должны превысить предельную скорость во Вселенной, а это физически просто невозможно.
Но как же это возможно, что черные дыры способны самоуничтожаться, распадаясь на элементарные частицы?
Стивен Хоккинг предполагал, что приближаясь к горизонту событий, виртуальная пара частица-античастица (противоположно заряженные) не сталкиваются между собой, а напротив, подвергаются действию огромной гравитационной силы, которая растягивает их в противоположных направлениях. В процессе, одна частица вырывается и улетает в космическое пространство, а античастицу поглощает чёрная дыра. Частицы, которые улетают в космос, забирают с собой некоторое количество энергии. При достаточном количестве подобных частиц, описанный объект может лишиться абсолютно всей своей энергии и погибнуть.
Какое-то время многие учёные были уверены в истинности теории черных дыр, однако есть и другие предположения. Исследования и математические вычисления Лоры Мерсини-Хоутон (Laura Mersini-Houghton), учёного университета Северной Каролины (University of North Carolina) показали о несостоятельности общего понимания природы формирования и существование черных дыр. Она пришла к выводу о невозможности подобных коллапсаров материи в нашей реальности.
Необходимо обратиться к квантовой физике, и тогда всё возможно будет объяснить более логично
Квантовая теория гласит, что энергия и пространство – вещи не неразрывны. Это явление известно, как квантовый вакуум. Это значит, что заряженные частицы не могут просто отнять энергию у сжатой материи и затеряться с ней в космосе, они обязаны забрать и часть массы объекта. Чёрная дыра способна искажать пространство, однако в таких условиях квантовый вакуум будет действовать иначе, в отличие от обычного плоского пространства.
Излучение, испускаемое черной дырой, не противоречит квантовой теории. С уменьшением гравитационного радиуса увеличивается масштабность искривления пространства, а это, в свою очередь, ведёт к увеличению излучения Хоккинга. Эти утверждения способны ответить на вопрос, почему гигантские чёрные дыры рассеиваются значительно быстрее, нежели небольшие.
Чёрная дыра имеет удивительную способность – она сохраняет все присущие себе свойства на протяжении всего процесса распада, вплоть до окончательного исчезновения. Согласно результатам расчётов, в конце жизни, её масса будет составлять 228 тонн, а гравитационный радиус Шварцшильда всего лишь 340 йоктометров. Аннигиляция оставшиеся материи будет сопровождаться с выделением колоссального количества энергии, которая распределится по космическому пространству в виде радиоактивного излучения.
