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.
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.