В тени над затмением (СИ) - Зайцев Артем - Страница 46

— Изначально, в идеях Ньютона была только скорость побега.

— Скорость побега? — удивительно поднял бровь аватар Леклерка. — Я, конечно, могу глянуть в библиотеку.

— Вторая космическая скорость.

— Скорость, которую должен набрать что-либо, чтобы покинуть орбиту чего-либо?

— Да. Превысив скорость побега, объект меньшей массы вырывается из гравитационного колодца объекта большей массы.

— Я знаю

— Так вот, — Павил почесал лоб себе в реальном мире. — Что такое «станет невидимым»? Прозрачным, или перестанет отражать от себя свет? Поглотит весь свет? За пределом горизонта событий чёрной дыры скорость побега будет ниже скорости света. Но на контуре самого горизонта скорости сравняются, а внутри горизонта событий скорость побега превысит скорость света. И если мы вернёмся к векторному полю, то чем ближе любой вектор будет к центру сферы, то будет он ускоряться всё быстрее и быстрее, по мере приближения. И если представить, что каждая ближайшая частица является вектором, то мы сможем представить, как частицы устремляются в общий центр. Скорость будет нарастать, перейдёт на релятивистскую. Из-за столь резкого ускорения частицы начнут отдавать часть своей энергии. Квантовый момент импульса изменится. А как мы помним, то энергия кванта связана с его частотой. А длина волны равна скорости поделённой на амплитуду. И скорость волны будет равна её длине умноженной на частоту. Пускай свет и волна, со своей амплитудой, но фотоны, ускоряющиеся на поверхность горизонта события, как и электроны, оставляют тепловое излучение. Оно ничтожно мало, и не наблюдаемо визуально, я имею ввиду человеческими глазами. Но датчики трекера частиц хорошо замечают это тепловое излучение, которое и является эффектом Унру. У милископической чёрной дыры появляется гало квантового аккреционного диска, собранного из излучаемого тепла.

— Дзеты?

— Нет. Мы их не нашли, но, возможно, чёрные дыры здесь живут слишком мало, чтобы позволить собраться электромагнитным вихрям на полюсах. Однако всё равно это не объясняет причину коллапса в пространстве. Даже на таких масштабах. Как минимум нужно передать миллионы электронвольт энергии в энергию квантов, чтобы заставить их образовать микроскопическую чёрную дыру. Пускай и виртуальную. Ведь обычно умирающее солнце, превращающееся в красного гиганта, формирует внутри себя ядро белого карлика, а ядро постоянно поглощает в себя вещество из основного тела. Термоядерная реакция прекратится, внутреннее давление уменьшиться и гравитация сожмёт звезду со всех сторон, уплотняя. Квантомеханический принцип запрета Паули будет нарушен. Давление электронного вырождения, из-за колоссальной плотности, вырвется из равновесия. Гравитационный коллапс станет неизбежен. Но тут…Я не знаю! Тут нет милископических звёзд с достаточной плотностью. Да и я не знаю, о какой плотности идёт тогда речь! Про предел Чандрасекара для таких малых масштабов и говорить не хочется.

— Квантомеханический принцип запрета Паули?

— Никакие два фермиона не могут находиться в одном и том же состоянии. Если бы какие-нибудь два фермиона находились в одном и том же состоянии, то их перестановка никак бы не сказалась на полном состоянии системы. А к числу фермионов принадлежат все основные частицы: электроны, нейтроны и протоны. Из которых мы и состоим. Запрет Паули сам собой обозначает, почему он должен существовать, иначе бы всё вещество во вселенной сколлапсировало.

— Но она ведь коллапсирует.

— Кто?

— Микроскопическая чёрная дыра.

— А, да, — Павил потёр нос. — В этом то и загвоздка. В обоих случаях коллапса. Тебе знакома идея обратного вращения Роя Керра? Это из метрики Керра-Ньюмана и его геометрии.

— Нет.

— Существует метрика Рейснера-Нордстрёма для уравнения Эйнштейна. Статичное решение для чёрных дыр с зарядом, но без вращения. Так вот, там векторное поле имеет два направления: внутрь и наружу. Есть внешний горизонт и внутренний горизонт. В центре внутреннего, соответственно, ядро сингулярности. Если в Шварцшильдовской геометрии скорость к сингулярности лишь нарастает, то у Рейснера-Нордстрёма векторы.

— Почему?

— Гравитационное отталкивание из-за отрицательного давления электрического поля. В этой метрике масса объекта заменена отношением массы к его радиусу. Внутри внутреннего горизонта, в какой-то момент, втянутое пространство окончательно теряет скорости и начинает разворачиваться. Точнее, обретает обратное ускорение, достигая скорости света на краю радиуса внутреннего горизонта. У Пенроуза была ещё такая диаграмма интересная. Можешь найти. Но в таком случае, если это было бы верным, мы бы наблюдали белые дыры, что, конечно же, чушь. Однако, от идеи не стоит отказываться. Поэтому Керр дополнил идею. В его метрике оставались внешний и внутренний горизонт, векторное поле, но всё начинало приобретать форму эллипса. У чёрной дыры появлялась ось вращения, векторы влетали внутрь, но сингулярность, как бы, выворачивалась наизнанку. Думаю, понятия настоящий и мнимой массы теряли бы тогда смысл. Появился бы мнимый радиус и мнимая масса, а материя была бы выброшена обратно, но в изменённом виде.

— Подожди, Павил. — Леклерк жестом руки остановил его. Ветер продолжал трепетать плащ, как и волосы. — Это ваши с Камилем догадки, гипотезы? Или у вас есть хорошо выстроенная теория?

— В том то и дело. Мы не пришли к единому ответу. И да, прибегнуть к метрике Керра была идея Камила. Так вот, если бы внутри у всех чёрных дыр происходили одинаковые процессы, такие, какие описывает гипотеза Камила и обратное вращение Керра, то любая бы чёрная дыра, независимо от радиуса Швардцшильда и своей массы — коллапсировала бы сразу по рождению. Как сверхновая, только в несколько раз мощнее.

— Но миллископическая чёрная дыра ведь виртуальная?

— И мы также можем наблюдать гамма и рентген излучение от миллископических чёрных дыр, но катастрофическим коллапс назвать язык не поворачивается. Это навело меня на другой гипотетически процесс. Если чёрная дыра — виртуальная, значит, мы имеем дело с эффектом Комптона. Частичным или общим? Я не знаю. Значит, у виртуальной миллископический чёрной дыры на терминаторе внешнего и внутреннего горизонта будет иметь место туннельный эффект. А если так, то не испаряют ли чёрные дыры сами себя?

— Излучение Хокигна.

— Да. Это всё равно порождает новые вопросы, но, как мне видится, у этой идеи есть свои преимущества. Во-первых, изучение рождения и коллапса чёрных дыр дало бы нам окончательный ответ, живём ли мы в мире модели де-Ситтера? Ибо излучение Хокинга больше относится к анти-де-ситтерской вселенной, которая представляет из себя односвязное пространство, где должна соблюдаться абсолютная симметрия.

— А у нас нет.

— Насколько я знаю — нет. Суперсимметрия не была найдена, но, возможно, нам выпал шанс найти ответ через наблюдения. И так, если оно односвязное, то, при приложении достаточной энергии-массы, не должно ли всё стягиваться в общий центр, но излучать при пересечении области вакуума вдоль контура горизонта событий?? Мы уже определились, что частицы набирают ускорение, которое перерастает в релятивистское, где важную роль играет комптоновская длина волны. Сама чёрная дыра должна порождать в области своего гравитационного радиуса достаточно сильные флуктуации квантовых полей, что, в свою очередь, должно являться катализатором рождения пар частиц-античастиц. Их рождение обусловлено туннельным эффектом — микрочастица преодолевает потенциальный барьер в случае, когда её полная энергия окажется меньше высоты барьера. Представь себе потенциальный барьер горизонта события, где на границе происходит квантовое туннелирование. Мы помним закон Паули для электронов, но у чёрной дыры некоторые квантовые процессы работают «особенно специфично, и пучок электрона, захваченный внутри внутреннего слоя горизонта события, рикошетит об стены квантового поля, пока часть электрона не преодолеет потенциальный барьер. То есть, он пройдёт туннелирование, и часть электрона «перешагнёт» горизонт события, унося с собой часть энергии-массы обратно в космос. Вырвавшийся электрон станет доступен для внешнего наблюдателя. И чем меньше массы останется у любой частицы после процесса «рикошета», тем больше шансов у неё преодолеть барьер. Мы используем нечто такое же для ряда сверхпроводников. Эффект Джозефсона.