Читать «Стивен Хокинг» онлайн - страница 48
Хуберт Мания
Но как вообще в пустом пространстве, в вакуу-ме, могут копошиться какие-то частицы? В соот-ветствии с соотношением неопределенностей невоз-можно одновременно измерить координаты и ско-Излучение Хокинга 105
рость элементарной частицы. Если применить этот принцип к квантовому полю вблизи черной дыры, это будет означать, что и там существует заложен-ная природой неопределенность — между напря-женностью поля и его скоростью изменения во вре-мени. Зная скорость изменения, можно получить данные о напряженности гравитационного поля, и наоборот. Но, поскольку точное измерение не-возможно, нельзя получить результат измерений, равный нулю, для обоих значений. Это означает, что абсолютно «пустого пространства» не существу-ет, зато всегда остается обнаруженная Хокингом флуктуация квантов — незначительные колебания поля, позволяющие существовать виртуальным па-рам частиц. Пары находятся в энергетическом рав-новесии: одна из них обладает положительной, а другая — отрицательной энергией.
ИЗЛУЧЕНИЕ ХОКИНГА
И вот огромная сила тяготения вблизи горизонта событий превращает виртуальные частицы в реаль-ные. Частицы и античастицы уже не зависят друг от друга. Частица с отрицательной энергией падает в черную дыру, а ее экс-партнер с положительной энергией может избежать участи быть поглощен-ным черной дырой. Такое бегство представляется внешнему наблюдателю излучением, исходящим от черной дыры.
Это излучение в честь своего открывателя полу-чило название «излучение Хокинга». Оно существен-но пошатнуло его первоначальный тезис о том, что горизонт событий никогда не может уменьшиться. Если черная дыра отдала тепло, то в принципе она должна стать меньше и, наконец, совсем испарить-106 Х УБЕРТ М АНИЯ | Стивен Хокинг ся — головокружительный вывод о поведении со-вершенно холодного безжизненного солнца! «Если черная дыра превращает виртуальные частицы в реальные, значит, она теряет энергию. А получается это так: частицы, перенося внутрь, за горизонт собы-тий отрицательную энергию, тем самым уменьшают энергию самой черной дыры» (USH: 98).
Но если энергия дыры уменьшается, то знамени-тая формула Эйнштейна E = mc 2 (
Это было поразительно! И самым удивительным обстоятельством, пожалуй, было то, что впервые за шестьдесят лет существования общей теории отно-сительности и квантовой механики физику удалось хотя бы частично объединить эти две казавшиеся несовместимыми теории — в концепции излучения черных дыр.
