Хвилююче дослідження показує, що все у Всесвіті з часом випарується

Виявляється, що драматичний обрив горизонту подій може бути не настільки критичним для цього процесу – досить крутий схил у викривленні простору-часу може зробити те ж саме. Авторами роботи є астрофізики Майкл Вондрак, Вальтер ван Суйлеком та Хейно Фальке з Радбудського університету в Нідерландах.

Дивіться також Науковці зафіксували рідкісний розпад бозона Хіггса, який може змінити наше уявлення про Всесвіт

Чому зникають чорні діри

Випромінювання Гокінга або щось дуже схоже на нього може не обмежуватися чорними дірами. Воно може бути скрізь, а це означає, що Всесвіт дуже повільно випаровується прямо на наших очах.

Ми демонструємо, що, окрім добре відомого випромінювання Гокінга, існує ще й нова форма випромінювання,
– каже Майкл Вондрак.

Випромінювання Гокінга — це те, що ми ніколи не могли спостерігати, але теорія та експерименти вказують на його ймовірність. Ось дуже спрощене пояснення того, як воно працює. Якщо ви щось знаєте про чорні діри, то, мабуть, це те, що вони є "космічними пилососами", які засмоктують все, що знаходиться поблизу. Ці космічні монстри мають неймовірну густину: велику масу, упаковану в дуже, дуже малий простір. У такого щільного об'єкта гравітаційне тяжіння стає настільки сильним, що втеча з нього стає неможливою – навіть світло не може покинути горизонт подій.

Гокінг математично показав, що горизонти подій можуть втручатись у складну суміш флуктуацій, що пульсують у хаосі квантових полів. Хвилі, які зазвичай взаємно погашаються, більше цього не роблять, що призводить до дисбалансу ймовірностей і породжує нові високоенергетичні частинки поблизу горизонту подій, які швидко забирають велику кількість енергії чорної діри та спричиняють швидке зникнення щільного об’єкта.

Схожий ефект Швінгера відбувається в електричних полях, де досить сильні флуктуації в електричному квантовому полі можуть порушити баланс електрон-позитронних частинок. Однак для ефекту Швінгера не потрібен горизонт подій — лише приголомшливо потужне поле.

Це актуально й для інших об'єктів

Вондрак і його колеги математично відтворили той самий ефект за різних гравітаційних умов. Вони показали, що  далеко за межами чорної діри викривлення простору-часу відіграє велику роль у створенні випромінювання. Там частинки вже розділені приливними силами гравітаційного поля.

Будь-що достатньо масивне або щільне може спричинити значне викривлення простору-часу. Гравітаційне поле цих об'єктів змушує простір-час викривлятися навколо них. Чорні діри є найбільш екстремальним прикладом, але простір-час також викривляється навколо щільних мертвих зірок, таких як нейтронні та білі карлики, а також навколо надзвичайно масивних об'єктів, таких як скупчення галактик.

У цих сценаріях, як виявили дослідники, гравітація все ще може впливати на флуктуації квантових полів достатньо, щоб породжувати нові частинки, дуже схожі на випромінювання Гокінга, не вимагаючи каталізатора горизонту подій.

Через дуже довгий період це призвело б до того, що все у Всесвіті врешті-решт випарувалося б, подібно до чорних дір. Це змінює не лише наше розуміння випромінювання Гокінга, але й наш погляд на Всесвіт та його майбутнє,
– підсумовують дослідники.

Втім, вам немає про що турбуватись у найближчому майбутньому. Чорній дірі з діаметром горизонту подій лише 6 кілометрів (маса такої буде дорівнювати масі Сонця) знадобиться 1064 роки, щоб випаруватися. Однак розміри чорних дір подекуди настільки гігантські, а зірок у космосі настільки багато, що всьому Всесвіту знадобляться мільярди років.