т. XVII · МСК
Физика

Чёрные дыры испускают излучение и со временем испаряются — эффект Хокинга.

Чёрные дыры испускают излучение и со временем испаряются — эффект Хокинга.
Вопреки представлению о полной непроницаемости, чёрные дыры теряют энергию через квантовые эффекты вблизи горизонта событий. В 1974 году британский физик Стивен Хокинг математически показал, что вблизи границы чёрной дыры квантовые флуктуации вакуума могут привести к рождению пар частиц и античастиц. Если одна частица пересекает горизонт событий, а другая уходит, чёрная дыра теряет энергию и, как следствие, массу. Этот процесс получил название излучения Хокинга. Динамика испарения зависит от размера. Крошечные первичные чёрные дыры, формировавшиеся в ранней Вселенной, испаряются быстро, испуская жёсткое гамма-излучение. Напротив, звёздные чёрные дыры с массой в несколько солнечных масс испаряются невероятно медленно — время жизни исчисляется квадриллионами лет, что намного превышает возраст Вселенной (13,8 млрд лет). Температура излучения обратно пропорциональна массе: микроскопическая чёрная дыра разогревается до триллионов кельвинов перед исчезновением. Этот механизм имеет глубокое значение для фундаментальной физики. Излучение Хокинга указывает на единственный известный способ, которым информация может выходить из чёрной дыры, разрешая так называемый парадокс информации: если материя упадёт в чёрную дыру и та испарится, информация о её свойствах, похоже, теряется безвозвратно, что противоречит принципам квантовой механики.

Часто спрашивают

Правда ли, что чёрные дыры испускают излучение и со временем испаряются — эффект Хокинга?

Вопреки представлению о полной непроницаемости, чёрные дыры теряют энергию через квантовые эффекты вблизи горизонта событий. В 1974 году британский физик Стивен Хокинг математически показал, что вблизи границы чёрной дыры квантовые флуктуации вакуума могут привести к рождению пар частиц и античастиц. Если одна частица пересекает горизонт событий, а другая уходит, чёрная дыра теряет энергию и, как следствие, массу. Этот процесс получил название излучения Хокинга. Динамика испарения зависит от размера. Крошечные первичные чёрные дыры, формировавшиеся в ранней Вселенной, испаряются быстро, испуская жёсткое гамма-излучение. Напротив, звёздные чёрные дыры с массой в несколько солнечных масс испаряются невероятно медленно — время жизни исчисляется квадриллионами лет, что намного превышает возраст Вселенной (13,8 млрд лет). Температура излучения обратно пропорциональна массе: микроскопическая чёрная дыра разогревается до триллионов кельвинов перед исчезновением. Этот механизм имеет глубокое значение для фундаментальной физики. Излучение Хокинга указывает на единственный известный способ, которым информация может выходить из чёрной дыры, разрешая так называемый парадокс информации: если материя упадёт в чёрную дыру и та испарится, информация о её свойствах, похоже, теряется безвозвратно, что противоречит принципам квантовой механики.

К какой категории относится этот факт?

Этот факт относится к категории «Физика». В этом разделе собраны другие удивительные факты по той же теме.

🎮 Сыграть в «Факт или вымысел?»