Ничто во Вселенной не вечно. Даже звезды, планеты и галактики со временем перестают существовать. Но перестают ли в какой-то момент существовать черные дыры? Согласно теории Стивена Хокинга, черные дыры могут «испаряться». С другой стороны, считают, что горизонт событий черной дыры увеличивается из-за «всасывания» (аккреции) материи. Исчезнут ли в конце концов черные дыры или они станут больше, если вокруг них будет достаточно материи?

Чтобы ответить на вопрос о судьбе черных дыр, нужно сравнить их потерю массы из-за излучения Хокинга с увеличением массы из-за аккреции. Оказывается, для известных – и, в более общем смысле, для реалистичных черных дыр в сегодняшней Вселенной – всегда доминирует аккреция.


Если вы хотите узнать, сколько массы черная дыра теряет из-за излучения Хокинга, то посмотрите на мощность излучения. Известное уравнение E = mc^2 прямо указывает, сколько массы теряется с течением времени. Излучение Хокинга имеет спектр черного тела. Температура Хокинга падает линейно с массой черной дыры. Если еще принять во внимание, что сферическая поверхность горизонта событий пропорциональна квадрату массы, то получается, что скорость потери массы черной дырой падает прямолинейно с увеличением её массы.

Даже если пренебречь аккреционными процессами, то время жизни чрезвычайно массивной черной дыры с массой в миллиард солнечных более чем в 10^80 раз превышает возраст Вселенной, который в данный момент оценивается в 13,8 миллиарда лет. Чтобы визуализировать такое огромное число 10^80, можно представить себе, что это число атомов в наблюдаемой Вселенной.

Небольшие черные дыры, которые астрофизически могут возникнуть в результате коллапса материи, вероятно, имеют массу около трех солнечных. Соответственно, продолжительность их жизни будет «всего» примерно в 10^55 раз больше возраста Вселенной. За время существования Вселенной они могли потерять лишь примерно 100 атомов водорода. С другой стороны, их масса может увеличиваться на 1000 миллиардов тонн вещества в секунду. Так что даже эти «маленькие» черные дыры могут реально только расти.


Теперь можно задаться вопросом, существовали ли черные дыры, которые могли бы полностью испариться за время существования Вселенной. В любом случае они должны были быть настолько малы, что не могли образоваться из-за коллапса материи. Астрофизики предполагают, что вскоре после Большого Взрыва могли образоваться «изначальные» черные дыры с массой вплоть до массы астероида. Такие гипотетические объекты действительно могли испариться за время существования Вселенной. Поскольку излучение Хокинга увеличивается по мере уменьшения массы. Мощность излучения на последней стадии испарения будет настолько высокой, что излучение проявляется в виде гамма-всплеска. Это дает возможность экспериментально доказать наличие излучения Хокинга, если оно действительно существует.Источник: "Глубины космоса"