Андрей Кананин: Нереальная реальность-3

Через 10 100 лет.

Эпоху распада успешно переживут самые загадочные объекты Вселенной – чёрные дыры. Всё предыдущее время они набирали массу, захватывая материю из окружающей среды. Поскольку даже свет не может преодолеть притяжение чёрной дыры, распад протона не окажет никакого влияния на эти объекты.

В начале эпохи чёрных дыр горизонт Вселенной будет находится в 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 раз дальше, чем сейчас.

С учётом этого факта, общее число чёрных дыр будет невероятно велико: сверхмассивных – около 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000; звёздных – около 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Это число сопоставимо с общим числом протонов во всей современной Вселенной.

Но даже чёрные дыры не существуют вечно. Из них происходит утечка излучения. Со временем они полностью потеряют свою массу. Испарятся.

Этот квантово-механический процесс известен как излучение Хокинга, состоящее из протонов и нейтрино с небольшой долей гравитонов. Смысл в том, что на протяжении колоссальных временных промежутков чёрная дыра очень медленно излучает тепло. Соответственно – теряет массу, потому что масса эквивалентна энергии.

Попробую объяснить суть происходящего.

В квантовой структуре пространства беспрерывно создаются пары частиц. Они живут очень короткий промежуток времени, а затем аннигилируют. Такие частицы называются виртуальными. Возле горизонта событий чёрной дыры действуют невероятно огромные приливные силы. Они способны мгновенно растащить возникшую из квантовой «пены» пару частиц так, чтобы те не успели аннигилировать. Одновременно приливные силы наделяют частицы энергией.

Превратившись из виртуальной в реальную, такая частица улетит в космос, унося с собой часть энергии чёрной дыры. Таким образом, в результате излучения Хокинга чёрная дыра испускает энергию и частицы. Несмотря на то, что процесс идет чудовищно медленно, рано или поздно чёрная дыра полностью испаряется.

Срок жизни чёрной дыры с массой Солнца составляет 10 65 лет. Чёрная дыра с массой галактического скопления полностью испарится за невообразимые 10 107 лет.

К тому моменту Вселенная станет очень пустынной территорией.

Типичное расстояние между соседними чёрными дырами составит10 43световых лет. Представить себе такую дистанцию достаточно сложно.

Для сравнения, сегодня размер всей видимой Вселенной с миллиардами галактик составляет «всего» 100 000 000 000 световых лет. Как видим, в будущем расстояние между соседними чёрными дырами будет на 30 порядков больше.

По мере испарения массы чёрной дыры, увеличивается её температура. Наконец, она становится необычайно яркой и взрывается в ослепительной вспышке. Выделяется огромное количество энергии, главным образом, в виде гамма-лучей.

При взрыве чёрной дыры происходит выброс в пространство достаточного количества известных нам элементарных частиц, включая электроны, позитроны, протоны и антипротоны. Их реакции приводят к простым химическим процессам. В результате возможно образование микрообъектов из водородного льда.

Редкие, мощные всплески умирающих чёрных дыр будут разделены непостижимо огромными промежутками пространства и времени. Гибель во вспышке самой последней чёрной дыры ознаменует собой конец Вселенной в нашем понимании физических законов.

Хотя, есть интересные альтернативы.

В частности, любая чёрная дыра характеризуется всего двумя свойствами: массой и зарядом. Как я уже говорил, все чёрные дыры будущего будут взаимодействовать со Вселенной исключительно через излучение Хокинга.

Если чёрная дыра приобретёт суммарный электрический заряд, то она сможет избежать полного испарения. Закон сохранения заряда запрещает превращение всей массы электрически заряженного объекта в излучение. Такие экстремальные чёрные дыры могут жить вечно. Но их масса-энергия будет чрезвычайно мала и равна электростатической энергии, получаемой от её заряда.

Кроме того, есть сценарий, при котором не все чёрные дыры исчезнут навсегда. Это произойдет, если наша Вселенная в точности плоская. В таком случае чёрные дыры в будущем будут сливаться и набирать массу быстрее, чем испаряться, испуская излучение Хокинга. Тогда они будут действительно существовать вечно без каких-либо ограничений.

В свою очередь, плоская Вселенная также будет расширяться вечно. Однако, со временем, процесс расширения замедлится. Это позволит объектам обширных областей пространства взаимодействовать, вступая в гравитационную связь.