Международной группе астрономов удалось теоретически доказать, что черные дыры небольшой массы, так называемые черные микродыры, могут производить антиматерию.
Статья пока не принята к печати, но препринт можно найти на сайте arXiv.org.
Астрономы изучали особенности излучения аккреционных дисков (диски материи, окружающие черные дыры) микродыр. Ученым удалось показать, что при определенных условиях (если дыра находится близко к центру галактики или вращается вокруг крупной звезды-компаньона) в окрестности горизонта событий присутствует мощное электростатическое и гравитационные поля. При таких условиях из вакуума могут случайным образом возникать пары электрон-позитрон (квантовый эффект Швингера). Позитроном, или антиэлектроном, называется частица, обладающая противоположным электрону зарядом, но той же массой и спином. Таким образом дыра излучает антиматерию.
Гравитационное поле, необходимое для эффекта Швингера, возникает благодаря колоссальной плотности материи черной дыры. Электростатическое поле создают протоны, скапливающиеся в ее окрестности. Это связано с тем, что масса протона значительно больше, чем у электрона, и ему сложнее покинуть гравитационное поле дыры.
Черные микродыры представляют для ученых значительный интерес. Эти объекты являются квантовыми, то есть аппарата теории относительности не достаточно для описания их свойств. Считается, что они возникли в молодой Вселенной почти сразу после Большого Взрыва. Их отличительной особенностью является то, что со временем их масса не растет, как у обычных дыр, а уменьшается. Это объясняется тем, что такая дыра излучает так называемую радиацию Хокинга. Излучение приводит к потере большей массы, чем та, которую дыра набирает, поглощая материю аккреционного диска. Если при рождении дыра была достаточно массивной, то у нее есть все шансы дожить до настоящего момента и быть обнаруженной. Ученые надеются, что знание особенностей излучения таких дыр поможет в их поиске.