Novi izračun kraja svemira sugerira da će kraj svega doći puno ranije nego što su naši prethodni izračuni pokazivali.
Kada se uzme u obzir Hawkingovo zračenje koje emitira sve u svemiru, funkcionalni kraj svemira je za samo 1078 godina. U redu, čovječanstvo će do tada biti mrtvo, sigurno - ali to je puno manje od 101.100 godina koliko smo mislili da svemir ima, piše Science Alert.
"Dakle, konačni kraj svemira dolazi puno ranije nego što se očekivalo", kaže astrofizičar Heino Falcke sa Univerziteta Radboud u Nizozemskoj, "ali srećom i dalje traje jako dugo."
Rad je direktan nastavak rada iz 2023. godine u kojem su Falcke i njegovi kolege, Michael Wondrak i Walter van Suijlekom, otkrili da crne rupe nisu jedine stvari u Svemiru koje emitiraju Hawkingovo zračenje. Umjesto toga, manje gusti objekti također bi mogli proći kroz postupno isparavanje u obliku Hawkingovog zračenja ili nečeg sličnog.
Malo je komplicirano i ovdje ćemo detaljnije objasniti ako vam je potrebno osvježenje, ali osnovna je suština da se Hawkingovo zračenje - spontana proizvodnja čestica koje odlijeću, noseći sa sobom dio energije crne rupe - može dogoditi pri manje ekstremnim zakrivljenostima prostor-vremena.
Tradicionalno se smatralo da je potreban horizont događaja - tačka u kojoj je gravitacijska sila crne rupe toliko jaka da čak ni brzina svjetlosti više nije dovoljna za postizanje brzine bijega.
Međutim, tim je u studiji iz 2023. godine otkrio da se to može dogoditi i oko drugih ultragustih ili vrlo masivnih objekata. To znači da bi iskrivljavanje prostora oko neutronskih zvijezda i bijelih patuljaka, kao i masivnih skupova galaksija, također trebalo olakšavati isparavanje, prema modelu tima.
„Nakon vrlo dugog perioda, to bi dovelo do toga da sve u Svemiru na kraju ispari, baš kao i crne rupe“, objasnio je Falcke 2023. „To mijenja ne samo naše razumijevanje Hawkingovog zračenja, već i naš pogled na Svemir i njegovu budućnost.“
Pa, očito sljedeće pitanje je: koliko će to trajati? Stoga se tim sabrao i analizirao brojke.
Bijeli patuljci, neutronske zvijezde i crne rupe pripadaju istoj porodici objekata. Oni su ono što ostane od zvijezde nakon što umre; vanjski materijal se izbacuje, a jezgra se urušava u ultragusti objekt.
Zvijezda do otprilike 8 puta veće mase od Sunca pretvara se u bijelog patuljka, koji ima gornju granicu mase od 1,4 Sunca. Masivne zvijezde između 8 i 30 solarnih masa proizvode neutronske zvijezde s gornjom granicom mase od oko 2,3 solarne mase. Zvijezde masivnije od 30 solarnih masa postaju crne rupe. I tu postoje ograničenja; trenutno nisu relevantna, ali možete pročitati malo o tome ovdje ako želite.
Šta je objekt gušći, to je njegovo gravitacijsko polje ekstremnije. Od ta tri objekta, crne rupe su najgušće, a bijeli patuljci najmanje. To znači da bi bijelim patuljcima trebalo najdulje vrijeme da ispare; vrijeme potrebno da bijeli patuljak umre mjerilo je kojim je tim izmjerio preostali životni vijek Svemira.
Budući da crne rupe imaju najveću gustoću i stoga najjača gravitacijska polja, tim je očekivao da će im trebati najkraće vrijeme da ispare. Pa, bili su donekle u pravu. Potrebno je 1067 do 1068 godina da se crna rupa zvjezdane mase pretvori u ništa - ali, iznenađujuće, neutronskim zvijezdama treba otprilike isto toliko vremena.
Za to postoji prilično zanimljiv razlog. "Crne rupe nemaju površinu", kaže Wondrak. "One reapsorbiraju dio vlastitog zračenja, što inhibira proces."
Za prosječnog bijelog patuljka, tim je izračunao životni vijek od 1078 godina, postavljajući grubu gornju granicu životnog vijeka obične materije u Svemiru.
Međutim, postoje stvari u Svemiru kojima bi trebalo duže od bijelog patuljka - pod pretpostavkom, naravno, da ih u međuvremenu ne zadesi nikakva druga sudbina. Mjesecu bi trebalo 1089 godina da ispari. Ljudskom tijelu bi trebalo 1090 godina… pa, čak i ako bismo željeli živjeti vječno, na kraju bismo mogli naići na prepreku tamo.
Supermasivnoj crnoj rupi trebalo bi 1096 godina, dok bi divovskom halo tamne materije koji obavija galaktički superklaster trebalo 10135 godina. Čak je i to daleko kraće od 101.100 godina životnog vijeka na temelju prethodno procijenjenog životnog vijeka ostatka bijelog patuljka.
Očito nam ništa od ovoga neće uzrokovati nikakve probleme. Čak i ako… Ako svemir nekako postane međuzvjezdani prije smrti Sunca za 5 milijardi godina, morali bismo nekako nastaviti postojati mnogo puta dulje od trenutnog životnog vijeka Svemira.
Tim se nada da će nam njihovi rezultati pomoći da malo bolje razumijemo Svemir prije nego što odemo. I da ćemo, barem, možda još uvijek imati vremena za to.
„Postavljanjem ovakvih pitanja i proučavanjem ekstremnih slučajeva“, kaže van Suijlekom, „želimo bolje razumjeti teoriju i možda jednog dana otkriti misterij Hawkingovog zračenja.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.