|
При включении и выключении гравитации остаются частицы
|
|
|
|
Излучение Хокинга приводит к тому, что черные дыры со временем испаряются. Это происходит из-за того, что вблизи горизонта событий (точки, в которой последний луч света может преодолеть гравитационное притяжение черной дыры) спонтанно возникают пары частиц. Частица и античастица возникают на короткое время и сразу же исчезают. Но иногда частица падает в черную дыру, позволяя другой частице вырваться наружу. Это и есть излучение Хокинга. По мнению Стивена Хокинга, в конечном итоге это приведет к тому, что во Вселенной не останется ни одной черной дыры.
|
|
|
|
Строгая модель
|
|
|
|
Астроном Хайно Фальке, физик Майкл Вондрак и математик Вальтер ван Суйлеком из Университета Радбауд ранее продемонстрировали, что горизонт событий играет второстепенную роль в возникновении излучения. В статье, опубликованной в журнале Communications in Mathematical Physics, они приводят математическое доказательство для аналогичной задачи.
|
|
|
|
Ван Суйлеком сказал: «Мы хотели как можно точнее сформулировать математически строгую модель. Нам нужны были строгие математические доказательства в случае, когда существует только временной горизонт событий и когда Вселенная в конечном итоге возвращается в свое первоначальное состояние».
|
|
|
|
|
|
|
Математика XIX века
|
|
|
|
С этой целью математик предложил космологическую модель, в которой он сначала включал гравитационное поле, а затем снова его выключал. «Вы начинаете с нуля, затем наступает период с сильным гравитационным полем, и после того, как вы его "выключаете", оказывается, что что-то всё же остаётся».
|
|
|
|
Для этого исследователи использовали методы, разработанные для изучения другого известного эффекта — эффекта Швингера, хотя модель должна была быть немного сложнее, поскольку её нужно было адаптировать под гравитацию. «В эффекте Швингера материя спонтанно создаётся под воздействием сильного электрического поля. Интересно, что включение и выключение электрического поля играет ключевую роль в расчётах. Поэтому мы искали способ включить гравитацию в аналогичную модель».
|
|
|
|
Это была непростая математическая задача, но у одного из коллег ван Суйлекома нашёлся ответ. «Во время разговора у кофемашины коллега упомянул уравнение XIX века, которое заложило основу для того, что я искал. Это было именно то, что нам нужно».
|
|
|
|
Красота математики
|
|
|
|
После того как ван Суйлеком смоделировал это уравнение на компьютере, он увидел, что оно действительно работает. «В этом и заключается его красота. Чем глубже погружаешься в математику, тем меньше встречаешь подобных моментов». Здорово, когда все сходится».
|
|
|
|
«Связь между этими двумя давними теориями — эффектом Швингера и излучением Хокинга — уже позволила по-новому взглянуть на многие вещи, — говорит Вондрак, — но в этом взаимодействии астрономии, квантовой физики и математики еще многое предстоит открыть. Так что мы продолжим».
|
|
|
|
Источник
|
