Így pusztulhat el egy fekete lyuk, és ezért nem fogjuk soha sem látni

Elpusztulhat-e valaha is egy fekete lyuk? Nos, igen, de nagyon lassú és egyáltalán nem színpadias módon. A történet ott kezdődik, hogy az üres tér valójában nem üres, ugyanis attól még, hogy nem tartalmaz tömeget vagy energiát, az ezeket meghatározó kvantummezők mégis ott vannak mindenhol.

Ezek a mezők, mivel rendelkeznek energiával, képesek virtuális részecskepárokat létrehozni. Ezek általában egy részecskéből és annak ellentétéből, az antirészecskéből állnak, amelyek gyorsan el is pusztítják egymást. A BBC Science Focus beszámolójából kiderül, hogy a legelfogadottabb magyarázat szerint egy fekete lyuk közelében lehetséges, hogy az egyik ilyen részecske eltűnik a falánk szörnyeteg belsejében, míg a másik Hawking-sugárzás formájában távozik.

Ahhoz, hogy a fekete lyuk összes energiája megmaradjon, a behulló részecskének negatív energiával, és így negatív tömeggel, a távozó részecskének pedig pozitív energiával kell rendelkeznie.

Illusztráció. Forrás: facebook.com/chandraxrayobservatory

Valószínűleg soha nem fogunk elpusztuló fekete lyukat látni

A Hawking-sugárzás a gravitáció téridőre gyakorolt hatásának eredménye. Az üres térben lévő kvantummezők a Heisenberg-féle határozatlansági reláció alapján működnek, tehát van egy határ, ameddig nem tudjuk biztosan, hogy milyen energiát képviselnek, vagy hogy mikor rendelhetünk hozzájuk egy adott energiát.

Mivel a gravitációs mező hatással van, a téridőre azáltal, hogy görbíti azt és befolyásolja az idő helyi múlását, arról van szó, hogy a téridő különböző gravitációs görbületű régiói nem tudnak megegyezni a kvantummezők energiáját illetően. Az objektum gravitációs mezejének különböző pontjain a vákuum energiájának ez a különbsége hozza létre az úgynevezett “virtuális részecskéket”.

A fekete lyukból kiáramló pozitív energia fokozatosan csökkenti a fekete lyuk tömegét és energiáját, így azok az objektumok, amelyek nem jutnak folyamatosan “táplálékhoz”, lassan zsugorodni kezdenek, majd végül eltűnnek. Ehhez azonban felfoghatatlanul sok időre lenne szükség. Vegyünk például egy aprónak számító fekete lyukat, amelynek tömege a Napéval megegyező. Ennek elpárolgása 10^64 évbe telne, míg az univerzum csak 10^10 éve létezik.