Наука и техника будущего

Масса таких сверхмассивных чёрных дыр составляет миллиарды масс Солнца.

Столкновение чёрных дыр между собой и с другими массивными объектами, а также столкновение нейтронных звёзд, вызывающее образование чёрной дыры, приводит к мощнейшему гравитационному излучению, которое можно обнаружить при помощи гравитационных телескопов. Так 11 февраля 2016 года сотрудники LIGO объявили об обнаружении гравитационных волн, возникших при слиянии двух чёрных дыр массами около 30 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд.

световых лет от Земли.

При падении любого вещества в чёрную дыру оно разгоняется до релятивистских скоростей, нагревается и в результате сильно излучает, в том числе и в рентгеновском диапазоне. В результате вокруг чёрной дыры образуется светящийся аккреационный диск, что даёт принципиальную возможность обнаруживать чёрные дыры при помощи ультрафиолетовых и рентгеновских телескопов.

Представления о чёрной дыре как об абсолютно поглощающем объекте были скорректированы А. А. Старобинским и Я.

 Б. Зельдовичем в 1974 году – для вращающихся чёрных дыр, а затем, в общем случае, С. Хокингом в 1975 году.

Изучая поведение квантовых полей вблизи чёрной дыры, Хокинг предположил, что чёрная дыра обязательно излучает частицы во внешнее пространство и тем самым теряет массу. Этот гипотетический эффект называется излучением (испарением) Хокинга. Упрощённо говоря, гравитационное поле поляризует вакуум, в результате чего возможно образование не только виртуальных, но и реальных пар частица-античастица.

Одна из частиц, оказавшаяся чуть ниже горизонта событий, падает внутрь чёрной дыры, а другая, оказавшаяся чуть выше горизонта, улетает, унося энергию (то есть часть массы) чёрной дыры.

Предположительно, состав излучения зависит от размера чёрной дыры: для больших чёрных дыр это в основном фотоны и лёгкие нейтрино, а в спектре лёгких (звёздных) чёрных дыр начинают присутствовать и тяжёлые частицы.

За счёт испарения все чёрные дыры теряют массу, и время их жизни оказывается конечным.

При этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности. В то же время большие чёрные дыры, на современном этапе развития Вселенной могут только расти, так как испускаемое ими излучение имеет меньшую энергию, чем поглощаемое.