Ученые раскрыли тайну превращения черных дыр в белые

Фото: gazeta.spb.ru

Физики провели расчеты и выяснили, что черные дыры могут переходить в новую фазу. После достижения планковской массы в 20 микрограммов объект перестает захватывать свет и начинает его испускать.

Согласно одной из теорий, первичные черные дыры образовались в результате флуктуаций невероятно горячей и плотной материи через несколько мгновений после Большого взрыва. В отличие от астрофизических черных дыр, которые возникают при коллапсе массивных звезд, первичные черные дыры остаются необнаруженными и считаются гипотетическими объектами. Многие ученые полагают, что они могли полностью испариться за 13,8 миллиарда лет существования Вселенной.

Исчезновение этих объектов могло произойти из-за излучения Хокинга. Ученые выяснили одну закономерность. Чем меньше масса черной дыры, тем выше ее температура и быстрее процесс испарения. Черные дыры звездной массы весят в сотни раз больше Солнца. Такие объекты достаточно холодны и могут существовать дольше, чем существует сама Вселенная.

Ранее исследователи считали, что первичные черные дыры имеют гораздо меньшую массу. По их мнению, такие объекты не способны пережить процесс испарения.

Исследователь из Колледжа науки Эберли Даниэль Параизо и его коллеги обнаружили, что время жизни черных дыр намного дольше, чем считалось ранее. По словам Параизо, выявленные явления имеют отношение к черным дырам, которые могли образоваться в ранней Вселенной. Эти объекты еще не наблюдались, но их поиск вызывает интерес у ученых. Результаты их работы были опубликованы на сайте arXiv. 

Черные дыры начинают умирать в момент испускания теплового излучения. Ученые называют этот процесс излучением Хокинга. Главная загадка заключается в финальной стадии смерти.

Исследователей волнует вопрос о том, что происходит с объектом при достижении планковской массы, которая примерно равна 20 микрограммам. Для наглядности ученые сравнивают этот вес с волоском человеческой брови или с яйцом блохи.

Параизо объяснил дальнейшую судьбу первичной черной дыры после ее испарения до планковской массы. Ученый выделил несколько предполагаемых вариантов. Один из сценариев предполагает постепенное исчезновение горизонта событий. Эта граница не позволяет свету и излучению покидать пределы черной дыры.

Исследовательская команда провела математические расчеты. Первичная дыра с начальной массой около 1 миллиарда тонн распадается примерно за миллиард лет. В процессе распада объект испускает излучение Хокинга до достижения планковской массы. Первичная черная дыра массой всего в 1 тонну ведет себя иначе. Такой объект немедленно взорвался бы и мгновенно достиг бы того же предела.

Предыдущие рассуждения указывали на то, что оставшиеся 20 микрограммов излучаются как минимум за 1 секунду. Новая оценка показывает, что эти остатки практически стабильны. Как только черная дыра достигает порога в 20 микрограммов, она начинает испускать очищающее излучение из-за поведения, характерного для белой дыры.

Белые дыры являются гипотетическими объектами, которые можно рассматривать как черную дыру, обращенную во времени. Вместо того чтобы захватывать материю и излучение, белая дыра бесконечно отталкивает их.