Побачити чорну діру ми можемо тільки завдяки випромінюванню Гокінга

У класичній теорії (теорії Ейнштейна) чорні діри - це об'єкти чистої геометрії. Вони поглинають усю матерію поблизу і нічого не випромінюють у навколишній простір. Точніше, кажучи, світло не покидає горизонт подій.

Відповідно, температура чорної діри еквівалентна 0 K.

Однак якщо ми розглянемо об'єкт з погляду квантової фізики, то виникне теоретична можливість теоретичного випромінювання Гокінга: інтуїтивно можливе створення пар частинка-античастинка поблизу горизонту подій.

При цьому частинка з негативною енергією із зазначеної пари "падає" в її надра, а частинка з позитивною енергією йде в нескінченність.

Побачити чорну діру ми можемо тільки завдяки випромінюванню ГокінгаВіддалений спостерігач вважав би (за певних математичних припущень) це слабким випромінюванням чорної діри.

Подібне випромінювання мало б стандартний спектр чорного тіла, відомого з термодинаміки і відповідного температурі, обернено пропорційній масі чорної діри.

Крім того, її температура дуже мала для астрофізичних спостережень, - не дивуйтеся, але наші прилади ще слабкі й уловлюють лише електромагнітний спектр випромінювання.

Чорна діра з масою, що дорівнює масі Сонця, мала б температуру близько 0,06 мільйонної частки кельвіна. Реальні ЧД з масою, що дорівнює в три сонячних, "розігріваються" до 0,02 К. У рідкісних випадках.

Тому випромінювання чорних тіл має форму радіохвиль із довжиною хвилі, що дорівнює десяткам кілометрів і більше.

Потужність цього випромінювання надзвичайно мала і пропорційна зворотному квадрату маси чорної діри. Для "середньостатистичної" ЧД вона становитиме близько 0,9 мільйонної частки мільйонної частки мільйонної частки мільйонної частки піковатта (тобто 9 буде 29-ю цифрою після коми, якщо це значення виражене у ватах).

Природно, подібне випромінювання неможливо виявити сучасною технікою. Тому малоймовірно, що ми коли-небудь зможемо підтвердити існування випромінювання Гокінга безпосередньо.

При цьому ми повинні враховувати дві обставини

  • По-перше, хоча картина утворення пар частинка-античастинка - інтуїтивна, вона також вводить в оману: у квантовій теорії поля є вищими математичними сутностями, тоді як частки - просто зручні та інтуїтивні ярлики, прикріплені до членів у серійному розширенні інтеграла.

Але коли справа доходить до спостерігачів, що прискорюються, або викривленого простору - а простір, безумовно, викривлений в околицях чорної діри! - обидва "дослідники" навіть не зможуть домовитися про те, що таке частинки. Те, що одному спостерігачеві здається станом, заповненим кварками, іншому може здатися абсолютно порожнім вакуумом (що, своєю чергою, якщо й імовірно, то суто математично).

  • По-друге, "біля" горизонту подій має супроводжуватися величезним припущенням: оскільки довжина хвилі фотонів, вироблених тут, більш ніж на порядок перевищує розмір чорної діри (радіус чорної діри масою в одне Сонце становить близько 3 км), "біля" допускає великі відстані. Порівняно з "радіусом" чорної діри.

Написати коментар

Популярні статті

Також читають