fiz104

miliarda ton i średnicy takiej jak proton, miałaby temperaturę rzędu stu dwudziestu miliardów kelwinów. Czarna dziura mająca taką temperaturę mogłaby emitować pary elektron-proton oraz liczne cząstki o zerowej masie spoczynkowej.

W miarę jak czarna dziura emituje cząstki, jej masa i rozmiary stopniowo maleją, aż wreszcie czarna dziura znika. Taki los czeka ostatecznie wszystkie czarne dziury, ale dla dużych czarnych dziur czas „parowania” jest bardzo długi; gdy czarna dziura ma masę jak Słońce czas ten wynosi dziesięć do potęgi sześćdziesiątej szóstej lat.

Ostatnia faza „parowania” czarnej dziury przebiega tak szybko, że proces ten kończy się gigantyczną eksplozją. Siła wybuchu zależy od liczby typu cząstek elementarnych. Jeśli, jak się obecnie powszechnie przyjmuje, wszystkie hadrony są zbudowane z sześciu kwarków, to moc wybuchu byłaby taka jak dziesięć do potęgi siódmej megatonowych bomb wodorowych. Zgodnie z alternatywną teorią przedstawioną przez Hagedoma z CERN, istnieje nieskończenie wiele typów cząstek elementarnych mających coraz większą masę. W takim przypadku w miarę jak wzrasta temperatura czarnej dziury, emituje ona coraz więcej rodzajów cząstek i końcowy wybuch może być dziesięć do potęgi piątej razy silniejszy, niż wskazują obliczenia zgodnie z hipotezą kwarkową.

Wybuchowi czarnej dziury towarzyszy bardzo silny impuls promieniowania gamma. Promieniowanie takie można wykryć w górnych warstwach atmosfery umieszczając tam odpowiednie detektory. Wlatując do atmosfery, wysokoenergetyczny kwant promieniowania gamma powoduje powstanie kaskady par elektronowo-pozytonowych, które początkowo poruszają się w atmosferze szybciej niż światło (światło zwalnia z powodu oddziaływania z cząsteczkami powietrza). Elektrony i pozytony generują coś w rodzaju fali uderzeniowej w polu elektromagnetycznym. Taką falę nazywamy promieniowaniem Czerenkowa: można je obserwować z powierzchni Ziemi jako błysk światła widzialnego.

Wielki wybuch przypomina eksplozję czarnej dziury, lecz zachodzi w znacznie większej skali. Można zatem mieć nadzieję, że wyjaśnienie procesu promieniowania czarnych dziur pozwoli również zrozumieć, jak powstała materia w wielkim wybuchu. Materia wpada do czarnej dziury i jest tracona na zawsze, ale równocześnie powstaje nowa materia. Niewykluczone, że istniała również wcześniejsza faza Wszechświata, podczas której materia zapadała się grawitacyjnie, po czym została stworzona na nowo w chwili wielkiego wybuchu.

Promieniowanie czarnych dziur jest przykładem nieoznaczoności, czy też nieprzewidywalności wykraczającej poza zwykłe reguły mechaniki kwantowej. Zgodnie z mechaniką klasyczną można przewidzieć wyniki pomiarów zarówno położenia, jak i pędu cząstki. Kwantowa zasada nieoznaczoności sprawia, że można przewidzieć wyniki pomiaru tylko jednej wielkości: obserwator może przewidzieć wynik pomiaru albo położenia, albo pędu, ale nie obu jednocześnie tych wielkości. Może również przewidzieć pewne kombinacje położenia i pędu. Wobec tego możliwości przewidywania wyników są zmniejszone o połowę. W przypadku czarnych dziur sytuacja wygląda jeszcze gorzej. Ponieważ emitowane cząstki pochodzą z obszaru, o którym obserwator wie bardzo niewiele, to nie może przewidzieć ani położenia, ani pędu cząstki, ani też jakichś ich kombinacji. Jedynie, co może zrobić, to obliczyć prawdopodobieństwo emisji pewnych cząstek. Wydaje się zatem, że Einstein popełnił podwójny błąd, gdy stwierdził, że „Bóg nie gra w kości”. Analiza promieniowania czarnych dziur wskazuje, że Bóg nie tylko gra w kości, ale czasem rzuca je tam, gdzie nie można ich zobaczyć.