Чорні діри та елементарні частинки. Сучасна фізика пов’язує разом поняття про цих об’єктах, перші з яких описуються в рамках ейнштейнівської теорії гравітації, а другі – математичних конструкціях квантової теорії поля. Відомо, що дві ці красиві і багаторазово підтверджені експериментально теорії не дуже дружать між собою. Однак існує явище, яке відображає настільки різні феномени в їх взаємодії. Це випромінювання Хокінга або квантове випаровування чорних дір. Що це таке? Як воно працює? Може бути виявлено? Про це ми поговоримо в нашій статті.
Чорні діри та їх горизонти
Уявімо собі деяку область просторово-тимчасового континууму, зайняту фізичним тілом, наприклад, зіркою. Якщо ця область характеризується таким співвідношенням радіусу і маси, при якому гравітаційне викривлення континууму не дозволяє чого б то не було (навіть світловому променю) покинути її, така область називається чорною дірою. У певному сенсі це справді діра, провал в континуумі, як його часто зображають на ілюстраціях, використовуючи двовимірне представлення простору.
Однак нас у даному випадку буде цікавити не зяюча глибина цього провалу, а кордон чорної діри, що називається горизонтом подій. В рамках розгляду питання про випромінювання Хокінга важливою особливістю горизонту є те, що перетин цієї поверхні назавжди і повністю відокремлює будь-який фізичний об’єкт від зовнішнього простору.
