Według nowych obliczeń naukowców z Uniwersytetu Radboud w Holandii, koniec wszystkiego może nastąpić znacznie szybciej, niż wcześniej przewidywano.
Zespół badaczy obliczył, ile czasu zajmie ostateczny rozpad ostatnich pozostałości po gwiazdach. Okazuje się, że Wszechświat pogrąży się w całkowitej ciemności za „zaledwie” 10^78 lat (czyli jedynka i 78 zer). To znacznie szybciej niż wcześniejsze szacunki, które mówiły o liczbie 10^1100 lat (czyli jedynce i aż 1100 zerach).
Czym jest promieniowanie Hawkinga?
Punktem wyjścia dla badaczy była nowa interpretacja znanego mechanizmu opisanego przez Stephena Hawkinga w 1975 roku. Zgodnie z jego teorią, tuż przy granicy czarnej dziury mogą spontanicznie pojawiać się pary cząstek i antycząstek. W wyjątkowych przypadkach jedna z nich zostaje wciągnięta do wnętrza czarnej dziury, a druga wymyka się w przestrzeń. Efektem tego jest powolne zmniejszanie się masy czarnej dziury, co prowadzi do jej stopniowego zanikania. Była to koncepcja przełomowa, ponieważ kłóciła się z wcześniejszym przekonaniem, opartym na teorii względności Einsteina, że czarne dziury mogą jedynie rosnąć, pochłaniając otaczającą materię.
„Zadając tego typu pytania i analizując najbardziej ekstremalne przypadki, chcemy lepiej zrozumieć teorię – a może pewnego dnia rozwikłać zagadkę promieniowania Hawkinga” – powiedział autor badania, prof. matematyki Walter van Suijlekom.
Promocja
Teraz naukowcy z Uniwersytetu Radboud idą dalej – sugerują, że zjawisko to nie jest zarezerwowane wyłącznie dla czarnych dziur. Nowe badanie opiera się na wcześniejszym artykule z 2023 roku, w którym van Suijlekom wraz z fizykami Heiną Falcke i Michaelem Wondrakiem dowodzili, że nie tylko czarne dziury, ale wszystkie obiekty posiadające pole grawitacyjne powinny z czasem ulegać „wyparowaniu” – również poprzez proces zbliżony do promieniowania Hawkinga.
Ich zdaniem czas potrzebny na zanik danego obiektu zależy wyłącznie od jego gęstości. I tu zaskoczenie: przeciętna gwiazda neutronowa i czarna dziura o masie gwiazdowej powinny rozpaść się w bardzo podobnym czasie – ok. 10⁶⁷ lat.
To zaskakujące, bo czarne dziury mają znacznie silniejsze pola grawitacyjne, więc – zgodnie z intuicją – powinny znikać szybciej. Jednak, jak wyjaśnia Michael Wondrak: „Czarne dziury nie mają powierzchni. Część swojego własnego promieniowania pochłaniają z powrotem, co spowalnia cały proces”.
Koniec w ciemności
Kiedy ostatnie czarne dziury i gwiazdy neutronowe wyparują, Wszechświat stanie się miejscem całkowicie pustym i ciemnym. Nie będzie już żadnych źródeł światła, ciepła ani materii w znanej nam formie.
Choć 10⁷⁸ lat wydaje się nieskończonością z perspektywy ludzkiego życia, to dla kosmologów to ogromna różnica względem wcześniejszych szacunków. I choć wnioski badania są teoretyczne, pomagają lepiej zrozumieć prawa rządzące przestrzenią i czasem oraz dają nowe spojrzenie na fundamentalne pytania fizyki.
