Чёрная дыра не вечна. Даже в полной пустоте она медленно теряет энергию — этот процесс назвали излучением Хокинга. Квантовые эффекты у горизонта событий рождают пары частиц, одна из которых улетает, унося массу дыры.
Но что, если само пространство-время не гладкое, а состоит из крошечных «атомов»? Такой подход предлагает петлевая квантовая гравитация. В новой работе учёные рассчитали испарение квантовых чёрных дыр — объектов, где учтена эта зернистость. Они смотрели, как излучаются частицы с разным спином — собственным моментом вращения, вроде волчка.
Результат удивил: квантовая чёрная дыра испаряется иначе, чем классическая. Скорость потери массы и спектр излучения Хокинга меняются в зависимости от спина испускаемых частиц. Раньше для простоты часто рассматривали только безмассовое скалярное поле (спин 0), но этого, похоже, недостаточно.
Разница в испарении — не просто теоретический курьёз. Если когда-нибудь удастся зарегистрировать излучение от реальной чёрной дыры, его характеристики расскажут о том, из чего «сшито» пространство-время. Так далёкий космический объект может стать лабораторией для проверки квантовой гравитации.
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.17520
A growing number of phenomena and theoretical problems indicate that quantum gravity theory is necessary. In this paper, we investigate the evaporation of covariant quantum BHs for particles with different spins and compare the results with the Schwarzschild case. Our results show that the Hawking radiation and mass loss rate of covariant quantum BHs differ from those of Schwarzschild BHs and they depend on the spins of the emitted particles. Therefore, these results suggest that it may be insufficient to consider only BH evaporation in the massless scalar field case and may provide a possible way to test loop quantum gravity in the future.
Для чёрной дыры с массой Солнца время испарения из-за излучения Хокинга в 10⁵⁷ раз больше возраста Вселенной. Заметить потерю веса можно только у крошечных первичных чёрных дыр.
В романе «Гиперион» Дэна Симмонса Гробницы Времени окружены антиэнтропийным полем — отдалённая метафора квантовых эффектов, меняющих привычный ход времени и излучения у горизонта.