Вселенная испаряется: Знаменитая теория Хокинга привела учёных к неожиданному выводу

Чёрная дыра — это бывшее ядро очень массивной звезды. Скажем, раз в 100–150 тяжелее Солнца. Такая звезда живёт по космическим меркам недолго — считаные миллионы лет. За этот короткий срок в ядре сгорает всё термоядерное топливо, и звезда умирает, заканчивает основной цикл эволюции. Ядро без термоядерных реакций беспрепятственно сжимается, раскаляется, от этого окружающая мантия расширяется и в конце концов сбрасывается. Это и есть взрыв сверхновой. А ядро под действием собственной гравитации беспрепятственно схлопывается в состояние сингулярности. Диаметром эта воронка — какие-нибудь жалкие километров тридцать, и в этом крохотном объёме заключена масса в несколько Солнц.

Физика XX века дошла до понимания, что всё сущее — это совокупность квантовых частиц и что даже в наипустейшем вакууме, где ни одного атома и даже ни одного протона или нейтрона нет, всё равно полным-полно этих квантовых частиц. И возникают эти частицы в паре с античастицами. Скажем, электрон и его положительно заряженный двойник позитрон.

Когда в спокойном, неискривлённом, особо ничем не потревоженном пространстве-времени возникает эта пара, то они немедленно взаимно уничтожаются, бесследно аннигилируют. Плюс и минус друг друга нейтрализуют. Но, как установил Стивен Хокинг, у самого горизонта событий чёрной дыры её мощнейшая гравитация создаёт их, но не даёт им соединиться. Более того, под её действием одну частицу утягивает в чёрную дыру, а вторая улетает прочь. А математика требует, чтобы падала отрицательно заряженная частица, а улетала положительная. И получается, что сбежавший позитрон похитил немножко энергии у чёрной дыры и тем самым её ослабил. Это и есть знаменитое излучение Хокинга.

А тогда выходит, что со временем расхищение собственности чёрной дыры уже достигнет таких масштабов, что она растеряет свою мощь и уже не сможет быть чёрной дырой. В теории она в какой-то момент должна вспыхнуть, взорваться. К сожалению, пока учёные такого события не наблюдали и поэтому не имеют вящего подтверждения этой версии. Тем не менее мировая наука сходится в убеждении, что с чёрными дырами действительно всё происходит именно так, как описал Хокинг. И недавно у учёных появилось на этот счёт очень интересное соображение.

Дело в том, что американский физик Джулиан Швингер в середине XX века предсказал удивительное явление, которое назвали в его честь эффектом Швингера. И заключается оно в том, что электрон-позитронные пары великолепным образом самопроизвольно возникают в мощном электромагнитном поле. И это поле заставляет частицы разлетаться в разные стороны.

Исследователи решили экстраполировать этот эффект на поле гравитационное, то есть рассчитать, будет ли то же самое происходить в условиях не электрического поля, а под действием гравитации. И у них вышло, что да, будет. Более того, для этого совсем не обязательна именно чёрная дыра, эти пары частиц превосходно возникают и расстаются в принципе возле любого массивного объекта. Стало быть, понемногу испаряться должны не только чёрные дыры, но и нейтронные звёзды, и белые карлики. Напомним, всё это тоже бывшие ядра звёзд. Выходит, эти космические останки тоже не вечно будут висеть в пространстве-времени и когда-нибудь превратятся в ничто. Звёзды догорают, умирают, а потом их одинокие ядра понемногу исчезают. Всё исчезнет когда-нибудь, вот что из этого следует.