Гіпотетично існуючі чорні діри, що виникли одразу після Великого вибуху, можуть існувати набагато довше, ніж вважали раніше. Навіть більше, деякі з них можуть не зникати безслідно, а перетворюватися на так звані білі діри, які замість поглинання матерії й випромінювання відштовхують все від себе.
Механізм випромінювання
Науковці вже давно припускають, що чорні діри поступово втрачають масу через особливий механізм.У 1970-х роках фізик Стівен Гокінг передбачив, що чорні діри повільно втрачають енергію, випускаючи теплове випромінювання. Що менша маса діри, то інтенсивніше цей процес. Це означає, що невеликі чорні діри «випаровуються» швидше, тоді як масивні могли б пережити Всесвіт багато разів.
Вважається що первісні чорні діри утворилися не з колапсу масивних зір, а через флуктуації надгарячої та надщільної матерії в перші миті після Великого вибуху. Вони досі не виявлені й залишаються гіпотетичними об’єктами, однак їх активно шукають як можливих кандидатів на роль темної матерії.
Що відбувається на межі
Дослідник коледжу Еберлі природничих наук Деніел Параїзо разом із колегами зосередився на так званій планківській масі — 0,00000002176 кг, або приблизно 21,76 мікрограма, що приблизно дорівнює масі волосини з брови людини. Це фундаментальна одиниця маси у фізиці, де закони квантової механіки й загальної теорії відносності стають однаково важливими. Попередні розрахунки показували, що після досягнення цієї межі залишкові 20 мікрограмів чорної діри мають випромінюватися менш ніж за секунду.
Нові математичні обчислення команди дають інший результат. За словами Деніеля Параїзо, після того як чорна діра досягає планківської маси, вона стає практично стабільною і починає випускати так зване очищувальне випромінювання. Воно «очищує» квантовий стан Всесвіту і є ознакою поведінки, характерної для білої діри.
Важливо розуміти що це тільки теоретична модель, а не спостережний процес. На сьогодні жодних експериментальних підтверджень існування таких залишків чи білих дір немає. Це лише один з можливих підходів до розв’язання інформаційного парадоксу чорних дір.
Первинна чорна діра
Первинна чорна діра, що утворилася з масою середнього астероїда, тобто близько мільярда тонн, розпадається приблизно за мільярд років, поступово втрачаючи речовину через випромінювання Гокінга, допоки не досягне планківської межі. Об’єкт, що народився лише з тонною речовини, навпаки, вибухає майже миттєво, одразу потрапляючи на порогове значення.
Саме після цього порогу, за прогнозами команди, поведінка об’єкта набуває властивостей білої діри — гіпотетичної протилежності чорної, яка не захоплює, а відштовхує матерію і випромінювання. Щоб описати цей перехід точніше, потрібна теорія квантової гравітації, що об’єднала б квантову механіку і загальну теорію відносності. Фізики шукають її з початку XX століття. Препринт дослідження опублікований у репозиторії arXiv і ще не пройшов рецензування.
Джерело: space.com
