Черные дыры не могут жить вечно, но они живут достаточно долго, чтобы потом превратиться в белые дыры

Черные дыры живут вечно, по крайней мере, согласно общей теории относительности. Как только вещество пересекает горизонт событий черной дыры, оно оказывается в ловушке навсегда. До последнего дня космического времени. Но мы знаем, что это не так. Общая теория относительности — это классическая модель. Она не учитывает нечеткую, неопределенную природу квантового мира. У нас нет полной и последовательной теории квантовой гравитации, но у нас есть некоторое понимание квантовых черных дыр.

Guys, отправить разовый донат на топливо для новых космических исследований можно здесь: DonationAlerts/DALink: https://dalink.to/i_explorer

Одна из главных особенностей квантовых черных дыр заключается в том, что материя и энергия могут покидать их посредством излучения Хокинга. В общих чертах, квантовые частицы могут время от времени туннелировать через горизонт событий, что означает, что квантовые черные дыры медленно теряют массу. Чем меньше масса черной дыры, тем выше скорость излучения Хокинга.

Таким образом, по мере старения черная дыра теряет массу, что приводит к усилению излучения, и так далее, пока она полностью не испарится. В своей оригинальной статье 1974 года Хокинг рассчитал время жизни черной дыры примерно в 2 х 10?? лет. 67 М 3 лет, где масса черной дыры измеряется в солнечных массах. Учитывая, что возраст Вселенной составляет всего около 10 лет. 10 В возрасте нескольких лет типичная черная дыра фактически бессмертна.

Однако с результатом Хокинга есть проблема. В основном, она заключается в том, что Хокинг предполагает, что квантовый эффект достаточно мал, чтобы не влиять на классическое пространство-время. Это полуклассический результат. Это предположение перестаёт действовать, когда масса чёрной дыры становится намного меньше массы Солнца.

Для обычных чёрных дыр это не имеет большого значения, но для первичных чёрных дыр это важно. Эти гипотетические чёрные дыры были предложены в качестве возможного решения проблемы тёмной материи, и их время жизни повлияло бы на космическую эволюцию.

Это подводит нас к недавнему исследованию опубликованному на arXiv. В этом исследовании более надежным способом вычисляется минимальное время жизни черной дыры. В основе лежит предположение, что пространство-время асимптотически полуклассическое.

Другими словами, независимо от того, насколько квантово-странными являются явления вблизи горизонта событий черной дыры, по мере удаления от нее предположение Хокинга остается в силе. Авторы также предполагают, что любой эффект энтропии запутанности со временем исчезнет.

Это способ решения проблемы «информационного парадокса» с черными дырами. В зависимости от того, как будет решен парадокс, время жизни черной дыры может оказаться больше, чем полученный результат, но не короче.

Они обнаружили, что при начальной массе M минимальное время жизни черной дыры составляет не менее M. 4 /? 3/2 Это удивительно простой результат. Они также показывают, что испарение черной дыры имеет три основные фазы. Первая — это фаза стандартного излучения Хокинга, вторая — переходная фаза, а третья — фаза запутанности. Именно эта последняя фаза потребует теории квантовой гравитации, поэтому они не могут рассчитать максимальное время жизни.

Интересно то, что, учитывая их ограничения, возможно, что малые черные дыры могут вести себя как белые дыры. В зависимости от природы квантовой гравитации, черные дыры могут войти в метастабильный период, когда фактор красного смещения их излучения становится отрицательным. В этом случае будет казаться, что черная дыра отталкивает вещество, а не притягивает его.

Именно так бы вели себя гипотетические белые дыры. Если бы существовали первичные черные дыры, у них была бы фаза излучения Хокинга около миллиарда лет, после чего они могли бы войти в метастабильную фазу, в которой они выглядели бы похожими на белые дыры.

Для этого нам, безусловно, потребуется полная квантовая теория гравитации, но стоит поискать объекты, похожие на белые дыры. Мы пока таких не нашли, но это новое исследование означает, что мы не можем их исключить.

_________________________

Источник информации: arXiv

Фото: NASA ЯEXPLORER | Космос

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: dalink.to

Комментарии: