Гибель черной дыры

Теперь становится ясным источник парадокса. Черная дыра - система неустойчивая, неравновесная, поэтому и понятие о температуре черной дыры - понятие не вполне точное. Температура черной дыры растет с уменьшением массы; рождение пар приводит к уменьшению массы, а следовательно, и к повышению температуры. С ростом температуры интенсивность излучения увеличивается, а температура возрастает еще больше. В конце концов черная дыра должна сгореть совсем, причем сгореть за конечное время.

Расчет времени сгорания несложен. Несколько огрубляя схему, можно воспользоваться для этого формулой Стефана - Больцмана для излучения с единицы поверхности черной дыры и умножить результат на площадь поверхности.

Ответ получается такой. Время жизни τ (в секундах) черной дыры с массой М ( в граммах) равно

Из этой формулы видно, что для М=10¹⁵ г время жизни τ=210¹⁸с, что примерно равно возрасту Вселенной. Для больших масс время жизни возрастает.

Черные дыры с массой порядка массы Солнца (10³³ г) имеют практически бесконечное время жизни. Температура таких черных дыр будет очень мала. Формулу для температуры можно написать так:

При М=10³³г Т= 10^-7 К.

Для всех небесных тел, а тем более для гипотетических гигантских черных дыр, которые, может быть, питают энергией Вселенную, температура практически равна абсолютному нулю. Эти объекты ничего не излучают: они - идеальные холодильники, которые позволяют реализовывать цикл Карно с коэффициентом полезного действия, почти равным единице.

История с черной дырой поучительна. Поведение черной дыры (чисто теоретическое) противоречило самим основам термодинамики. Выход обнаружился в квантовой механике. Такая же история была с третьим началом, которое было постулировано Нернстом. Только после появления формулы Больцмана и квантовой механики стала ясной связь третьего начала с фундаментальными законами физики.

Законы микромира оказываются необходимыми для объяснения таких явлений, которые, казалось бы, относятся к макромиру. Взаимная связь между разделами физики столь сильна, что почти невозможно изменить что-либо в одном месте, не нарушив гармонии всей физической картины мира. Именно поэтому оказались безуспешными попытки исправить теорию относительности или дополнить квантовую механику. Неизбежность этих теорий демонстрируется всей современной физической картиной мира.