Чёрные дыры, согласно современным теориям, не являются абсолютно стабильными объектами. В 1974 году Стивен Хокинг предсказал, что квантовые эффекты вблизи горизонта событий приводят к возникновению так называемого излучения Хокинга. Этот процесс сопровождается потерей массы чёрной дырой и, при отсутствии подпитки извне, её постепенным испарением.
Мощность излучения обратно пропорциональна массе чёрной дыры: чем меньше масса, тем интенсивнее излучение. Для звёздных и сверхмассивных чёрных дыр этот процесс крайне медленный: время испарения для чёрной дыры массой несколько солнечных масс превышает возраст Вселенной в сотни и тысячи раз. Однако на космологических масштабах времени, порядка 10100 лет и более, даже сверхмассивные чёрные дыры могут полностью испариться, превратившись в излучение.
Аккреция и рост На ранних стадиях существования чёрные дыры активно поглощают материю из окружающей среды — газ, звёзды, другие чёрные дыры. Аккреционный диск выделяет огромное количество энергии, что делает активные галактические ядра мощными источниками электромагнитного излучения.
Стабилизация массы После исчерпания близлежащей массы и с уменьшением плотности межзвёздного вещества, скорость аккреции падает. Чёрная дыра может на миллиарды лет оставаться почти неизменной по массе. На этом этапе излучение Хокинга практически незаметно.
Преобладание испарения По мере того как материальные ресурсы окружающей среды иссякают и Вселенная расширяется, аккреция перестает играть значимую роль. Испарение Хокинга становится единственным процессом, изменяющим массу чёрной дыры. В этот период скорость потери массы возрастает по мере уменьшения массы, создавая эффект ускоренного распада.
Окончательное исчезновение Когда масса чёрной дыры становится близкой к планковской ( ∼ 10−8 кг), квантовые эффекты гравитации выходят на первый план. Предполагается, что последняя стадия испарения сопровождается выбросом большой энергии в виде гамма-излучения и, возможно, других частиц. Вопрос о том, образуется ли при этом микрочёрная дыра или происходит полный распад на фундаментальные частицы, остаётся открытым и относится к области квантовой гравитации.
На масштабах времени 1014 − 1040 лет, когда звёзды выгорят и галактики распадутся, чёрные дыры будут доминирующими гравитационными объектами. Их медленное испарение станет главным источником энергии в «тёмной эпохе» Вселенной. В конце концов, когда все чёрные дыры испарятся, оставшимися будут только субатомные частицы и излучение, создавая состояние практически полной термодинамической стагнации — так называемую тепловую смерть Вселенной.
Эта перспектива демонстрирует, что чёрные дыры, хотя и являются одними из самых загадочных и мощных объектов современной физики, имеют конечный срок существования в контексте космических масштабов времени. Их долгий и сложный путь от формирования до окончательного исчезновения — один из ключевых элементов эволюции Вселенной.