Черная дыра может стареть и менять природу

Черные дыры испаряются медленно и в конце этого процесса могут начать вести себя как белые дыры — отталкивать материю вместо того, чтобы притягивать ее. К такому выводу пришла группа физиков, которая уточнила формулу для минимального времени существования черной дыры.

Чорна діра з акреційним диском
Иллюстративное изображение черной дыры с аккреционным диском. Источник: science.nasa.gov

Что не так со старой формулой

Стивен Хокинг еще в 1974 году показал, что черные дыры не вечны. Квантовые частицы способны «просачиваться» сквозь горизонт событий, и дыра постепенно теряет массу — из-за так называемого излучения Хокинга. Чем меньше масса, тем интенсивнее излучение, и в конце концов дыра полностью исчезает.

Хокинг рассчитал время этого процесса, но его формула работала только при определенных условиях: он предполагал, что квантовые эффекты достаточно малы, чтобы не влиять на структуру пространства-времени. Для обычных черных дыр это приемлемо. Для первичных, гипотетически очень легких — уже нет.

Новая нижняя граница

Авторы новой работы, опубликованной на arXiv в 2026 году, подошли к задаче иначе. Они сделали одно ключевое предположение: как бы странно ни вело себя пространство-время у горизонта событий, на больших расстояниях оно всё равно возвращается к классическому поведению. При этом условии удалось получить нижнюю границу того, сколько может прожить черная дыра с той или иной массой.

Понравился контент? Подписывайся на наше сообщество и получай больше про космос Печатные журналы, события и общение в кругу космических энтузиастов Подписаться на сообщество

Реальное время может быть длиннее — это зависит от того, как наука в конечном итоге разрешит информационный парадокс, то есть вопрос о том, исчезает ли информация о материи вместе с черной дырой. Но короче не будет.

Три фазы и метастабильное состояние

Исследователи также описали три последовательные фазы испарения. Сначала дыра излучает по механизму Хокинга, то есть медленно и предсказуемо. Затем наступает переходная фаза. После неё следует фаза квантовой запутанности, которую без полноценной теории квантовой гравитации рассчитать невозможно.

Именно здесь появляется самый интересный эффект: дыра может войти в метастабильное состояние — своеобразное застревание между существованием и исчезновением — где вместо поглощения начинает выталкивать материю наружу. Снаружи это выглядело бы как белая дыра.

Можно ли их найти

Первичные черные дыры образовались в первые доли секунды после Большого взрыва. Тогда вещество распределялось неравномерно, и в наиболее плотных зонах оно коллапсировало под действием собственной гравитации ещё до появления первых звезд.

Они не светятся, но обладают массой, поэтому их рассматривают как возможное объяснение темной материи — невидимой субстанции, составляющей большую часть массы Вселенной, но до сих пор не имеющей подтвержденной природы.

Источник: Universe Today