Наука23 ноември 2011

Може ли да се избяга от черна дупка?

Да, при някои абстрактни условия

Черната дупка е най-черното нещо във Вселената. Заради нейната огромна, огъваща пространството гравитация, всичко, което попадне в обкръжението й бива мигновено унищожено и загубено безвъзвратно. Учените, естествено, никога не са виждали черна дупка, защото нищо, дори и светлината не може да избяга от нея.

Абсолютно нищо? Е, не съвсем.

Според теорията на квантовата механика, на субатомно ниво няма непреодолима бариера. Елементарните частици като фотони и електрони са нещо като духове – те могат да минават през „стени". Т.е. по-често ще останат в рамките на ограничена зона, но понякога я пресичат. Това странно поведение на частиците се нарича „квантово тунелиране" и дори черните дупки не са застраховани срещу него.

Изпълзяване от дупки

Според Андрю Хамилтън, астрофизик в Колорадския университет, черната дупка е непреодолима бариера за големи „неща" като хората и, на практика, всичко по-голямо от атом. Но все пак, рядко, някоя субатомна частица успява да се измъкне. Поне така гласи теорията, според която всички черни дупки излъчват изключително слаба радиация, кръстена на Стивън Хокинг, който за първи път допуска съществуването й през 70-те години на миналия век.

Според класическата физика нищо не може да избяга от черната дупка, тъй като „нещата" падат вътре със скорост по-голяма от тази на светлината. Т.е. за да се измъкне нещо, то трябва да се движи с по-висока от тази на светлината скорост.

Както вече казахме, квантовата механика допуска съществуването на подобна възможност. Но „кандидатът" за измъкване трябва да отговаря на определени, много специални условия.

Освен тунелирането съществува и „квантова флуктуация" – двойка частица и античастица спонтанно се пораждат от космическия вакуум и обикновено моментално се унищожават една друга. За да може някоя частица да се измъкне от черна дупка, такава квантова флуктуация трябва да се случи на ръба на черната дупка. Когато това се случи, понякога едната частица успява да се измъкне преди унищожението. Другата частица се разтяга като спагет по пътя си към центъра на дупката.

За да се случи тази драматична раздяла, породените при флуктуацията частици трябва да бъдат много дълга вълна. Да, колкото и странно да звучи, според квантовата механика всички частици са също и вълни. Колкото по-бавно се движи дадена частица, толкова по-дълга е нейната вълна.

В заключение, частицата, която може да се измъкне от черна дупка под формата на част от така наречената радиация на Хокинг, трябва да има дължина на вълната, сравнима с размера на черната дупка, в която е попаднала.

Например, в случая с черната дупка в центъра на нашата галактика Млечния път, частиците, които могат да излязат от нея трябва да имат дължина на вълната около 14 пъти радиуса на Слънцето. Колкото до супермасивните черни дупки, частиците трябва да имат дължина в размерите на милиарди слънца, за да се измъкнат, обяснява Хамилтън.

Както вече сами се досещате, не съществуват много частици, които могат да постигнат тези критерии. Никой учен до днес не е успял да засече радиацията на Хокинг. Въпреки това, те са убедени, че тя съществува. „Радиацията на Хокинг е смятана за едно от най-стабилните допускания на квантовата гравитация", заявява астрофизикът.

Източник: lifeslittlemysteries