Zobaczymy wybuch czarnej dziury w ciągu 10 lat? Fizycy podali prawdopodobieństwo
Czy czarna dziura umiera? Wybuch czarnej dziury, który świadczyłby o jej końcu, nie był jeszcze dotąd obserwowany przez ludzi, jednak zdaniem naukowców takie zjawisko jest nie tylko możliwe w sensie teoretycznym, ale również będziemy je mogli zobaczyć w ciągu kolejnych 10 lat na Ziemi. Fizycy ocenili prawdopodobieństwo obserwacji eksplozji czarnej dziury na 90%.
Spis treści:
- Czy czarna dziura umiera? Fizycy przewidują jej eksplozję
- Wybuch czarnej dziury w ciągu dekady? Prawdopodobieństwo 90%
Czy czarna dziura umiera? Fizycy przewidują jej eksplozję
Choć dawniej sądzono, że czarne dziury jedynie pochłaniają wszelką energię i materię, to w rzeczywistości emitują tzw. promieniowanie Hawkinga, stopniowo "wyparowując". To proces niewyobrażalnie powolny, trwający miliardy lub nawet oktyliony lat (1048 lat w przypadku supermasywnych czarnych dziur). To o wiele dłużej, niż wynosi dotychczasowy wiek wszechświata.
Fizycy teoretyczni zakładają, że pod koniec tego parowania i kurczenia się czarne dziury emitują potężny rozbłysk gamma, gwałtownie wyrzucając całą swoją zawartość w przestrzeń kosmiczną.
Wybuch czarnej dziury, który oznaczałby jej śmierć, dotarłby do obserwatoriów ziemskich lub znajdujących się w Układzie Słonecznym dopiero po miliardach lat. Tyle bowiem czasu zajmuje światłu oraz innym pasmom promieniowania elektromagnetycznego dotarcie do nas z dalekiego kosmosu. Odległości kosmiczne są tak wielkie, że dziś z Ziemi obserwujemy zjawiska, które wydarzyły się bardzo dawno temu.
Dla przykładu obraz Słońca dociera do nas po 8,3 minuty, a obraz Andromedy - po 2,5 mln lat. Najbliższa Ziemi czarna dziura - Gaia BH1 w gwiazdozbiorze Wężownika - znajduje się 1600 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Tyle czasu zajmuje promieniowaniu dotarcie do nas. Nic jednak nie wskazuje na to, by ta uśpiona czarna dziura w Drodze Mlecznej miała rychło wybuchnąć. Co ma zatem eksplodować?
Wybuch czarnej dziury w ciągu dekady? Prawdopodobieństwo 90%
Do niedawna fizycy zakładali, że wybuchy czarnych dziur w obserwowalnym wszechświecie wydarzają się raz na 100 tysięcy lat. Nowe badanie sugeruje natomiast, że do najbliższej eksplozji może dojść już w ciągu najbliższej dekady. Jeśli te prognozy się sprawdzą, to ludzkość będzie mogła po raz pierwszy zaobserwować wystąpienie tego niezwykłego fenomenu. Zweryfikowałoby to wreszcie hipotezę na temat tego, co się dzieje, kiedy czarna dziura umiera.
Sądzimy, że jest do 90% szansy na to, że będziemy świadkami eksplozji czarnej dziury w ciągu najbliższych 10 lat. Kluczem jest to, że nasza obecna flota kosmicznych i naziemnych teleskopów jest już zdolna do wykrycia takiej eksplozji.
W jaki sposób fizycy doszli do tej konkluzji? Wykorzystali oni do obliczeń stworzony przez siebie model teoretyczny dark-QED, który opisuje zachowania ciemnych fotonów, ciężkich ciemnych elektronów oraz pierwotnych czarnych dziur. Model ten zakłada, że pierwotna czarna dziura posiada ładunek elektryczny podlegający "ciemnej symetrii (1)". W pewnym momencie osiąga ona "stan quasi-ekstremalny", co pozwala im żyć dłużej niż bez tego naładowania. W końcu nastąpić ma jednak rozładowanie i "ostateczna eksplozja w stylu Schwarzschilda".
Warto podkreślić, iż jest to jedynie hipoteza oparta na nowym modelu i dotychczasowych podstawach teoretycznych, dlatego wymaga ona zweryfikowania. Dalsze obserwacje czarnych dziur przy pomocy teleskopów pozwolą się upewnić, czy ma ona pokrycie w rzeczywistości.
Źródło: Michael J. Baker, Joaquim Iguaz Juan, Aidan Symons, Andrea Thamm (2005). Could We Observe an Exploding Black Hole in the Near Future? Phys. Rev. Lett. 135, 111002. DOI: https://doi.org/10.1103/nwgd-g3zl
