Jak na miejsce, które zawiera tak wiele pustki, wszechświat jest pełen ciekawostek. Puste przestrzenie nie są całkowicie wypłukane z ciekawych obiektów. Cząstki pojawiają się w nich i znikają cały czas. Dlaczego się tak dzieje?
Wszystko zaczyna się od pojęcia tunelowania kwantowego. Cząstki są znane z nagłego przejścia przez barierę potencjału o wysokości większej niż ich energia. Wyobraź sobie, że chciałbyś podnieść ciężar równy 100 kg. Niestety, nie jesteś w stanie tego zrobić, nie masz na tyle siły, jest to dla Ciebie bariera nie do przejścia. No chyba, że jesteś kulturystą! Cząstki potrafią pokonywać takie właśnie przeszkody nawet jeśli nie mają na to dość energii. Zasada nieoznaczoności Heisenberga mówi, że nie można z jednakową dokładnością wyznaczyć pędu i położenia. Jeśli znamy pęd cząstki, to nie wyznaczymy jej dokładnego położenia i odwrotnie. Jeśli cząstka zbliży się do pewnej bariery, której normalnie nie jest w stanie pokonać, może nastąpić wybuch pędu, który przepchnie ją przez owa przeszkodę. Podmuch pędu jest tym samym, co podmuch energii. Według Einsteina, energia jest tym samym co masa. Jeśli energia potrafi się nagle pojawić, to materia też potrafi to zrobić. teorię mamy za sobą, przyjrzyjmy się teraz czarnym dziurom, w jaki sposób one znikają z tego świata?
Kiedy znajdziesz się blisko czarnej dziury, to zwyczajnie zginiesz. Będziesz rozpadał się jak gumka do mazania, ze względu na różnicę grawitacji w różnych punktach ciała, albo zostaniesz usmażony przez promieniowanie. Nie da się przewidzieć, czy kiedykolwiek będzie istniała możliwość zbliżenia się do czarnej dziury. Nawet światło zostaje do niej wciągnięte i z niej nie wychodzi. Horyzont zdarzeń (sfera otaczająca czarną dziurę, prędkość ucieczki z niej przekracza prędkość światła – wyjście nie jest możliwe) jest najstraszniejszą częścią czarnej dziury. Jest on też powodem, dla którego każda czarna dziura musi kiedyś umrzeć. Ale wszechświat ma asa w rękawie – promieniowanie Hawkinga.
Nie dostrzeżemy materii pojawiającej się spontanicznie, jest ona bardzo małych rozmiarów. Kiedy spontanicznie powstaje cząsteczka, w tym samym czasie tworzona jest jej antycząstka. Gdy trafią one na siebie to następuje proces anihilacji (destrukcja materii posiadającej masę). Oczywiście, czasem obie cząsteczki odsuwają się od siebie i przez chwilę istnieją, ale zdarza się to bardzo rzadko. Ich skrajnie tymczasowy charakter sprawił, że zostały one nazwane cząsteczkami wirtualnymi.
Cząstki i antycząstki bardzo często powstają na horyzoncie zdarzeń. Jeśli do tego dojdzie, to jedna z nich zostaje wciągnięta do czarnej dziury, a druga odepchnięta. Jeśli wciągnięta zostanie antycząsteczka, to wirtualna cząstka nie ma już szans na anihilację. Staje się ona prawdziwą cząstką. Jest obecna, ma energię i krąży po wszechświecie. Prowadzi to do powstania promieniowania, nazwanego promieniowaniem Hawkinga. Stale ucieka ono z czarnej dziury, powodując jej ciągłe zmniejszanie się.
Jaką różnicę robi pojedyncza cząstka? Ogromną, Hawking uważa, że należy zmienić definicję czarnej dziury. Nie mają one horyzontu zdarzeń, a pozorny horyzont. Krawędź czarnej dziury powoduje szalone efekty kwantowe, cząstki wirtualne są przyczyną wahań horyzontu, całość migocze, kurczy się i rośnie na przemian. Wystarcza odpowiednio mocne wahanie, a czarna dziura może zniknąć. Wymaga to jednak ogromnej ilości czasu. Aby zniknąć, czarna dziura o wielkości Słońca potrzebuje miliard razy więcej lat niż wynosi wiek wszechświata. Nawet jeśli mielibyśmy pełne wiadro antycząstek, to nie bylibyśmy w stanie dostarczyć ich bezpiecznie do horyzontu. Ważne jest jednak, że czarne dziury nie są wieczne. Jak wszystko we wszechświecie, zwyczajnie umierają.
Źródło: http://io9.com/
