В этой вселенной ничто не вечно, но черные дыры — это объекты, которые изо всех сил стараются оставаться в живых как можно дольше. Даже после того, как потухнет последняя звезда и последняя планета превратится в пыль, черные дыры все еще будут существовать. Но все же они не бессмертны.
Формирование любой черной дыры сопровождается разрушительными и высокоэнергетическими процессами. Взрыв (вспышка сверхновой) достаточно массивной звезды — один из вариантов зарождения черной дыры. Другой вариант — килоновая (слияние двух чрезвычайно плотных объектов). Мы не уверены, как возникли сверхмассивные черные дыры, но это явно одно из самых впечатляющих событий во Вселенной.
Несмотря на то, что зарождение черных дыр полно волнений, их смерть совсем не такая. Черные дыры умирают очень и очень медленно. Если быть точнее, то среднестатистическая черная дыра может просуществовать 10109 (10 в 109 степени) лет.
Черные дыры и их жизненный цикл
Они просто испаряются. Рано или поздно любая черная дыра перестает активно питаться, так как материя вокруг заканчивается, и она начинает терять массу и энергию в виде излучения (излучение Хокинга).
Напомним, что черные дыры являются черными, потому что ничто, даже свет, не может покинуть их. Когда что-либо пересекает горизонт событий, оно исчезает навсегда. Это связано с тем, что за горизонтом событий скорость «ускользания» превышает скорость света. Как известно, ничто не может превысить скорость света, поэтому нет ничего, что было бы способно покинуть черную дыру.
Итак, если ничто не способно вырваться из черных дыр, то как это удается излучению Хокинга? Дьявол, как известно, кроется в деталях. Излучение Хокинга формируется за пределами горизонта событий. Квантовая механика дала нам понять, что пустое пространство не совсем пустое. Оно обладает энергией, и эта энергия может спонтанно образовывать пары частиц и античастиц, и когда они взаимодействуют, то они снова становятся чистой энергией.
Когда это происходит вблизи черной дыры, то некоторые из этих частиц могут не взаимодействовать, превращаясь обратно в чистую энергию. В таком случае одна пара частиц захватывается черной дырой, а другая ускользает («катапультируется»), унося с собой крошечную часть энергии черной дыры. Количество отнимаемой энергии поистине мизерное, но эта потеря происходит постоянно.
Черные дыры будут продолжать формироваться и расти еще долгое время (Вселенная, вероятно, еще не видела свою самую массивную черную дыру), но в какой-то момент этим гравитационным монстрам будет нечего «есть», и они начнут уменьшаться, постепенно превращаясь в ничто.
Сроки испарения зависят от размера черных дыр. Чем они меньше, тем быстрее они исчезают.
