Откуда берётся свет
Пустота в физике не пуста: в ней постоянно возникают и тут же исчезают пары частиц. Обычно они уничтожают друг друга мгновенно, и наружу ничего не выходит.
У границы чёрной дыры это равновесие нарушается. Одна частица из пары может уйти внутрь, а вторая - остаться снаружи и улететь. Со стороны это выглядит как слабое свечение самой границы.
Энергия для улетевшей частицы берётся из самой дыры, и потому она понемногу теряет массу. Такая картинка - упрощение, но она передаёт суть: излучение забирает у чёрной дыры энергию.
Насколько это медленно
Первая плитка объясняет главное. Чем крупнее дыра, тем она холоднее; звёздная и тем более сверхмассивная дыры холоднее окружающего космоса и потому поглощают больше, чем излучают.
Испаряться они смогут только в отдалённом будущем, когда Вселенная остынет сильнее их самих. Маленькие дыры испарялись бы быстро и ярко, но таких пока не обнаружено.
Из этого предсказания выросла нерешённая задача о судьбе информации. Если дыра испаряется, а излучение выходит одинаковым независимо от того, что в неё падало, то сведения об упавшем исчезают - а этого физика не допускает. Спор идёт полвека.
Проверяют предсказание косвенно. Строят лабораторные системы со схожей математикой - потоки жидкости, звуковые волны, оптические среды - и наблюдают в них похожее излучение; это не то же самое, но поддерживает расчёт.
Значимость результата в другом. Он связал вместе три области, которые до того почти не пересекались: гравитацию, квантовую физику и термодинамику, - и до сих пор считается одной из главных подсказок к их объединению.
Дочитай в приложении Miqo
Ещё 1 минута - и квиз в конце. Статья - в разделе «Космос → Чёрные дыры»
Наведи камеру телефона - откроется App Store или Google Play.
Источники
- Предсказанное в 1974 году тепловое излучение горизонта чёрной дыры обратно пропорционально её массе
- для чёрных дыр звёздных и сверхмассивных масс температура ниже температуры реликтового излучения. Прямое наблюдение излучения не осуществлено
- связанный с ним информационный парадокс остаётся нерешённым