Идеята за излъчването от черните дупки бе първият пример за едно предсказание, което съществено зависи и от двете големи теории на нашия век: общата теория на относителността и квантовата механика.
Първоначално тя срещна голяма съпротива, защото преобърна съществуващата представа: „Как е възможно една черна дупка изобщо да излъчва?“ Когато за първи път изложих резултатите от своите изчисления на конференция в лабораторията „Ръдърфорд — Апълтън“ близо до Оксфорд, срещнах всеобщо недоверие. В края на изложението ми председателят на сесията Джон Дж. Тейлър от Кингс Колидж — Лондон, заяви, че всичко това са безсмислици. Той дори написа работа за това. Но в крайна сметка повечето, включително и Джон Тейлър, стигнаха до извода, че черните дупки трябва да излъчват подобно на горещи тела, ако останалите ни представи за общата теория на относителността и квантовата механика са правилни. Така че, макар още да не сме успели да намерим първична черна дупка, почти всички са съгласни, че ако успеем, тя ще трябва обилно да излъчва гама- и рентгенови лъчи.
Съществуването на излъчване от черните дупки предполага гравитационният колапс да не е така окончателен и безвъзвратен, както някога мислехме. Ако един астронавт падне в черна дупка, нейната маса ще се увеличи, но енергийният еквивалент на тази допълнителна маса ще се върне на Вселената под формата на излъчване. Така в известен смисъл астронавтът ще бъде „възстановен“. Това обаче ще е неприятен вид безсмъртие, защото всяка лична представа на астронавта за време почти неизбежно ще свърши с разкъсването му във вътрешността на черната дупка! Дори видовете частици, които вероятно ще се излъчат от черната дупка, ще бъдат в общия случай различни от тези, изграждащи астронавта: единственото свойство на астронавта, което ще оцелее, ще бъде неговата маса или енергия.
Приближенията, с които си послужих при извеждането на излъчването от черните дупки, би трябвало да работят и когато масата на черната дупка е по-голяма от частица от грама. Но те ще се провалят в края на живота на черната дупка, когато нейната маса става твърде малка. Най-вероятния завършек, изглежда, е черната дупка просто да изчезне, поне в нашата област от Вселената, отнасяйки със себе си астронавта и всяка евентуална сингулярност в себе си, ако наистина има такава. Това бе първото указание, че квантовата механика вероятно премахва сингулярностите, предсказани от общата теория на относителността. Но методите, които и аз, и другите използвахме през 1974 г., не бяха годни да отговорят на такива въпроси като ще се появят ли сингулярности в квантовата гравитация. Ето защо след 1975 г. започнах да разработвам един по-мощен подход към квантовата гравитация, базиран на идеята на Ричард Файнман за сумата по траектории. В следващите две глави ще опиша отговорите, които предполага този подход за произхода и съдбата на Вселената и за нейния състав, като например астронавта. Ще видим, че макар принципът на неопределеността да поставя ограничения върху точността на всички наши предсказания, същевременно той може да отстрани основната непредсказуемост, която съществува в сингулярността пространство-време.
8. Произходът и съдбата на Вселената
Общата теория на относителността на Айнщайн предсказва, че пространство-времето е започнало в сингулярността на Големия взрив и ще завърши в сингулярността на Големия срив (ако цялата Вселена претърпи отново колапс) или в сингулярността на черна дупка (ако локална област като звезда колапсира). Всяка попаднала в дупката материя ще се разруши в сингулярността, а отвън ще продължи да се възприема само гравитационният ефект на нейната маса. От друга страна, когато отчетем квантовите ефекти, масата или енергията на материята вероятно накрая ще се върнат към останалата част от Вселената, а черната дупка заедно със сингулярността ще се изпари и накрая ще изчезне. Възможно ли е квантовата механика да има еднакво драматично въздействие върху сингулярностите на Големия взрив и Големия срив? Какво става всъщност в най-ранните или късни стадии на Вселената, когато гравитационните полета са толкова силни, че квантовите ефекти не могат да се пренебрегнат? Има ли всъщност Вселената начало или край? И ако има — какви са те?