Qara delikten ışıq bile çıqıp olamasa, kütlesini alıp ketken şavlelenüv qaydan kele? Kvant tesirini yalnız klassik zerreniñ yolları ile añlatmağa tırışqanda, bu zıddiyet doğa.

Stiven Hokingniñ tahminine köre, kvant tesirleri sebebinden qara delik şavlele ve yutqanından çoq energiya berse, kütlesini coyup bile. Bu, nazariy ceetten yahşı esaslanğan neticedir. Amma menbalar 30 oktâbr 2026-da tekşirilgende, astrofizik qara delikten Hoking şavlelenüviniñ tasdıqlanğan doğrudan-doğru aşkâr etilüvi yoq edi. Hokingniñ 1975 yılki asıl işi, APS: oktâbr 2026-daki vaziyet.

Ufıq şeffaf bir qabıqqa çevirilmey

Vaqialar ufqı — içinden kelecekteki ışıq işareti uzaqtaki tış baqıcıya yetişip olamağan sıñırdır. Klassik tasvir fenerden çıqqan ışıq şu sıñırdan tışqa keçsin dep izin bermey. Hoking şavlelenüvi böyle bir ışıq delik tapqan demek degil.

Kvant fizikasında ışıq ve zerreler feza-vaqıtta bar olğan meydanlar ile tasvirlene. Kvant vakuumı — uyğun tasvirde zerreleri olmağan meydan alı; meydannıñ özü yoq demek degil. Esap qara delik teşkil olğanda meydannı izley: başlanğıç vakuum soñra uzaqtaki detektor qayd etecek tışqa çıqqan zerre aqımına uyğun kelip bile.

Bu, yarımklassik usuldır: meydanlarnı kvant nazariyesi, feza-vaqıt geometriyasını ise klassik cazibe tasvirley. O, etraftaki geometriyadan dalğalarnıñ keçüvine ait tüzetmeler ile termik şavlelenüvni tahmin ete. Bu, cazibeniñ tam kvant nazariyesi degil. Bernard Kay: tesir ve zerre tasviriniñ sıñırları, 7-nci bölüm.

Tışqa çıqqan energiyanı qara delikniñ kütlesi ödey

Modelde uzaqtaki baqıcı tışqa yönelgen energiya aqımını köre. Yerine bir şey kelmese, qara delikniñ energiyası ve onıñnen beraber kütlesi azala. Şavlelenüv boşluqtan bedava energiya bermey. Energiya balansı nasıl işlegenini hatırla.

Meşur bir resimde ufıq yanında bir çift zerre bar: biri içeri tüşe, digeri uzaqlaşa. Bu resim tışqa çıqqan aqım ile qara delik energiyasınıñ deñişüvi arasındaki bağnı añlatmağa yardım ete, amma bu yardımcı bir beñzetüvdir. Onı bir anlıq energiya «qarz alğan» eki kiçik şarçıqnıñ videosı kibi tasavur etmemek kerek. Hususan, antimadde öz-özünden menfiy energiyalı degil.

Fizik tahmin qara delik geometriyasındaki kvant meydanlarından çıqarıla; bir yüzeyde virtual çiftlerni lafzen parçalavdan degil. Auffingerniñ közden keçirmesi: tahmin ve beñzetüvler, 3.1.3 bölügi.

Bu modelde kiçik qara delik daa sıcaqtır

Aylanmağan ve elektrik yükü olmağan qara delik içün Hoking arareti kütlege ters nisbettedir. Kütleni eki qat artırsaq, araret yarısına tüşe. Bu, uzaqtaki baqıcı içün tarif etilgen şavlelenüv araretidir; qattı yüzeydeki termometrniñ köstergiçi degil: mında öyle yüzey yoq.

İzolâtsiyalı buarlanmanıñ sadeleştirilgen modelinde ise ömür başlanğıç kütle ile tez arta. Üç hayaliy variantnı teñeştir: coyuluv koeffitsiyenti sabit olğanda, kütleni eki qat arttırmaq modeldeki ömürni taqriben sekiz qat uzata. Şemadaki bütün degerler nisbetlerdir, yıllar ya da közlem neticeleri degil.

Modelniñ tahmini: kütle, araret ve vaqıt

  1. Variant 1

    Başlanğıç kütle
    M₀
    Araret
    T₀
    Modeldeki ömür
    τ₀

  2. Variant 2

    Başlanğıç kütle
    2M₀
    Araret
    T₀/2
    Modeldeki ömür
    8τ₀

  3. Variant 3

    Başlanğıç kütle
    4M₀
    Araret
    T₀/4
    Modeldeki ömür
    64τ₀
Üç hayaliy başlanğıç kütle, közlem degil. M₀ — esas kütle; T₀ ve τ₀ — bu modelde onıñ arareti ve ömrü.Araret şeritleri: tam uzunlıq = T₀. Vaqıt şeritleri: tam uzunlıq = 64τ₀. Er miqdar içinde şkala sızıqlıdır; bu eki miqdarnıñ şerit uzunlıqlarını bir-birine teñeştirmeymiz.Yüksüz, aylanmağan ve energiya yutmağan qara delikler. Ömür içün kütle coyuluv koeffitsiyentini sabit sayamız. Bu sadeleştirilgen nisbet, soñki alnıñ tam tahmini ya da ölçelgen yıllar degil.

Kütlesini coyğanda, böyle qara delik qıza; bu ise soñraki şavlelenüvni quvetleştire. Amma aylanuv, mümkün zerre çeşitleri ve dalğalarnıñ keçüvi coyuluv tezligini deñiştire. Sade kub bağımlılığını tüzetmesiz er qara delikke ve buarlanmanıñ eñ soñuna qadar qullanmaq olmaz. Auffinger: araret ve kütleniñ deñişüvi, 19 ve 25–26 teñlemeler.

Dal · formula ileİhtiyariy · keçirmek mümkün

10³¹ kg kütle içün araretni esaplayıq

Yüksüz ve aylanmağan qara delik içün:

T_(H) = (ℏ(c)^(3))/(8πGMk_(B)).

Mında M — kilogram ile kütle, G — cazibe sabiti, c — vakuumdaki ışıq sürati, ℏ — Plank sabitiniñ 2π-ge bölüngeni, k_(B) ise Boltsman sabiti. T_(H) arareti kelvin ile çıqa. Bu, ufıq yanında yerinde ölçelgen degil, uzaqtaki baqıcı içün bir miqdardır. Cambridge ders notları, D.116 formulası.

Hayaliy M = (10)^(31) kg kütleni ve tevsiye etilgen NIST sabitlerini qoyayıq. Netice taqriben 1,23 × 10⁻⁸ K, yani 12,3 nanokelvin ola. Bir nanokelvin — kelvinniñ milliardda bir qısmı. 2 × (10)^(31) kg içün netice yarısına, taqriben 6,1 nanokelvinge tüşe.

Teñeştirmek içün: bugünki kosmik mikrodalğa fonunıñ arareti taqriben 2,7 K. Demek, modelimizniñ şavlelenüvi artıq bar olğan kosmik ışıq yanında fevqulâde suvuqtır. ESA: fon şavlelenüviniñ arareti.

Şavlelenmek ve kiçikleşmek — eki ayrı fikir

Qara delik etraftaki şavlelenüvni ve gaznı da yutup bile. Kelgen energiya zayıf coyuluvdan çoq olsa, modelde kvant şavlelenüvi toqtamasa bile, kütle arta. Yıldız kütleli qara delikler içün bugünki mikrodalğa fonu bile olarnıñ Hoking araretinden çoq sıcaqtır.

Qara delik resimlerindeki parlaq disk ne? O, ekseriyetle ufıqtan tıştaki sıcaq madde; içeri tüşmezden evel şavlele. Bu parıldav Hoking şavlelenüviniñ aşkâr etilüvi degil. NASA: akkretsiya diski, Cambridge: D.5 soñunda yutuluvnıñ roli.

Dal · modelniñ sıñırlarıİhtiyariy · keçirmek mümkün

Ömürde kütleniñ kubu qaydan kele?

İzolâtsiyalı, aylanmağan qara delik içün şu yaqınlaşuvnı alayıq:

(dM)/(dt) = − (a)/((M)^(2)).

a koeffitsiyenti coyuluvnı tasvirley; kütle kg, vaqıt saniye olsa, birligi kg³/s. Mında onı mahsus sabit sayamız: şavlelengen zerreler çeşitlerini ve uyğun tüzetmelerni deñiştirmeymiz. İntegral alğanda, M_(i) başlanğıç kütle içün model bahası çıqa:

τ = ((M_(i))^(3))/(3a).

Böylece M_(0), 2M_(0), 4M_(0) kütleler şemadaki kibi 1 : 8 : 64 ömür nisbetini bere. kg³/(kg³/s) birlikleri de aqiqaten saniyeni bere. Auffinger: daa umumiy 25–26 teñlemeler.

Bu, sadeleştirilgen modelni sıfır kütlege qadar integrallavdır; tabiat bütün yolnı böyle keçeceginiñ isbatı degil. Geometriyanıñ özüne büyük kvant tüzetmeleri kerek olğanda, yarımklassik tasvir işançlılığını coya. Bu formuladan soñki alnıñ tam tasviri çıqmay.

Neler sınaldı, neler tahmin olaraq qala?

Laboratoriyalarda dalğalar içün ufıq analogları yaratıla: meselâ, pek suvuq atomlar aqımında ya da optik lifte. Olar beñzer teñlemeler ve korrelâtsiyalarnı ögrenmege imkân bere. Olar aqiqiy cazibe qara delikleri degil. Boze—Eynşteyn kondensatındaki asıl tecribe, 2026 yılki analog cazibe közden keçirmesi.

Meselâ, iyül 2026-daki optik iş tahriç etilgen analog şavlelenüvni ve onıñ ışıq impulsına tesirini ögrendi. Müellifler onı vakuumdan spontan kvant şavlelenüvinden açıq ayıra. Bu netice astrofizik qara delik kütlesini coyğanınıñ közlemi degil. Procopio ve emektaşları: tam metin ve tecribe sıñırları.

Soñki basqıç ve malümat aqqında sualler qala: tam kvant tasvirinde içeri tüşken maddeniñ alı ile buarlanuvdan soñ şavlelenüvniñ alı nasıl bağlı? Yalnız araret formulası buña cevap berip, soñki parıldav ya da qalıntını isbatlap olamay. Kay: malümat suali, 10-uncı bölüm.

Fikriñni tekşir: eki qara delik modelimizge uyğun, amma biri eki qat kütleli olsa, o daa suvuq ve modeldeki ömrü daa uzundır. Amma şavlelenüv er qara delik şimdi kiçikleşe demek degil: energiya balansına yutuluv da kire.

Kvant tahmini qara delikniñ ebediy tuzaq tasvirini deñiştire, amma sınalmağan soñki alnı közlengen vaqiağa çevirmey. «Hoking tasdıqlandı» serlevhasını körgende, tam ne ölçelgenini añla: sıcaq maddeniñ parıldavımı, laboratoriya analogımı, yoqsa astrofizik qara delikniñ özünden şavlelenüvmi?