Najnowsze badania przeprowadzone przez zespół holenderskich naukowców wskazują, że kres wszechświata może nadejść znacznie szybciej, niż dotychczas zakładano. Podczas gdy wcześniejsze szacunki sugerowały, że koniec kosmosu nastąpi za niewyobrażalne 10^1100 lat, nowe obliczenia skracają ten czas do (nie oszukujmy się, także niewyobrażalnych) około 10^78 lat. Ta istotna korekta wynika z nowej analizy promieniowania Hawkinga i jego potencjalnych konsekwencji dla losu najbardziej trwałych obiektów we wszechświecie.
Wyniki badań opublikowano w periodyku Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Ich autorami są fizycy i matematyk z Uniwersytetu Radboud w Nijmegen. Już w 2023 roku ten sam zespół wywołał poruszenie w środowisku naukowym, sugerując, że parowanie – zjawisko wcześniej przypisywane wyłącznie czarnym dziurom – może dotyczyć również innych gęstych, kompaktowych pozostałości po gwiazdach, takich jak gwiazdy neutronowe.
Zainspirowani pytaniami, jakie pojawiły się po ich wcześniejszej publikacji, badacze postanowili dokładniej oszacować, jak długo może potrwać proces rozpadu wszystkich obiektów tego typu we wszechświecie. Najnowsze wyniki wskazują, że białe karły – powoli stygnące, żarzące się resztki gwiazd, uważane za jedne z najbardziej długowiecznych obiektów we wszechświecie – również mogą z czasem wyparować, i to w znacznie krótszym czasie niż dotąd sądzono. Według nowego modelu znikną one w ciągu 10^78 lat, co stawia pod znakiem zapytania wcześniejsze prognozy zakładające ich istnienie przez nawet 10^1100 lat.
Podstawą tej analizy jest reinterpretacja promieniowania Hawkinga – przełomowej koncepcji zaproponowanej przez Stephena Hawkinga w 1975 roku. Według niej, w pobliżu horyzontu zdarzeń czarnej dziury mogą powstawać pary wirtualnych cząstek. Jedna z nich zostaje pochłonięta przez czarną dziurę, druga natomiast ucieka w przestrzeń kosmiczną, prowadząc do stopniowej utraty masy przez czarną dziurę. Była to rewolucyjna idea, stojąca w sprzeczności z ogólną teorią względności Einsteina, która zakładała, że czarne dziury mogą jedynie rosnąć, pochłaniając materię i energię.
Naukowcy z Radboud poszli o krok dalej i wykazali, że każdy obiekt posiadający pole grawitacyjne – nie tylko czarne dziury – może teoretycznie emitować promieniowanie Hawkinga i z czasem wyparować. Ich obliczenia sugerują, że czas potrzebny do całkowitego parowania zależy wyłącznie od gęstości obiektu. Co zaskakujące, przewidują oni, że gwiazdy neutronowe i czarne dziury o masie gwiazdowej wyparują w zbliżonym czasie – około 10^67 lat. Ta pozorna sprzeczność tłumaczona jest tym, że czarne dziury, jako obiekty bez stałej powierzchni, pochłaniają część własnego promieniowania, co spowalnia proces ich zaniku.
Walter van Suijlekom podkreśla, że kluczem do tych odkryć było interdyscyplinarne podejście, łączące astrofizykę, mechanikę kwantową i matematykę. Naukowcy traktują swoje badania nie tylko jako nową próbę oszacowania przyszłości wszechświata, ale przede wszystkim jako krok w stronę głębszego zrozumienia natury grawitacji kwantowej. Poszerzając granice obowiązujących teorii, mają nadzieję zbliżyć się do pełnego wyjaśnienia fenomenu promieniowania Hawkinga.