Na základě teorií Stephena Hawkinga přišli nizozemští vědci s novou hypotézou o konci vesmíru. Podle ní by měla trvat existence kosmu jen zlomek dříve odhadovaného času.
Vesmír může skončit mnohem dříve, než vědci předpokládali
Výpočty tří nizozemských vědců ukazují, že poslední zbytky hvězd zaniknou už asi za 1078 let. To je mnohem méně než dříve předpokládaných 101100 let.
Trojice expertů na různé stránky astrofyziky začala s výzkumem už roku 2023, teď na něj navázala ještě rozsáhlejší studií, kterou má lépe podloženou. Tým se skládá z odborníka na černé díry Heino Falckeho, kvantového fyzika Michaela Wondraka a matematika Waltera van Suijlekoma. Všichni pracují na Radboudově univerzitě v nizozemském Nijmegenu.
V předchozí práci popsali, že nejen černé díry, ale i další objekty, jako jsou neutronové hvězdy, se mohou „vypařit“ prostřednictvím procesu podobnému Hawkingovu záření. Po této publikaci obdrželi vědci mnoho dotazů z vědecké komunity i mimo ni, jak dlouho bude tento proces trvat. Na tuto otázku teď odpověděli v novém článku.
Konec konce
Vědci spočítali, že konec vesmíru je vzdálen asi 1078 let, pokud se bere v úvahu pouze záření podobné Hawkingovu. To je doba, kterou potřebují bílí trpaslíci, nejtrvalejší nebeská tělesa, k rozpadu prostřednictvím tohoto tepelného záření černých děr.
Předchozí studie, které tento efekt nebraly v úvahu, stanovily dobu života bílých trpaslíků na 101100 let. Hlavní autor studie Heino Falcke výsledek aktuální práce shrnul: „Konečný konec vesmíru přichází mnohem dříve, než se očekávalo, ale naštěstí to potrvá ještě velmi dlouho.“
Hawkingovo záření je teoretický jev, který popisuje, jak černé díry mohou pomalu ztrácet hmotu a energii a nakonec úplně zmizet. Podle klasické fyziky by nic nemělo unikat z černé díry, protože její gravitace je tak silná, že nepropustí ani světlo. Stephen Hawking ale v roce 1974 ukázal, že kvantová mechanika umožňuje vznik tzv. virtuálních částic těsně u okraje černé díry (tzv. horizontu událostí). Tyto částice vznikají ve dvojicích – částice a antičástice – a někdy se stane, že jedna spadne do černé díry a druhá unikne pryč jako záření.
Toto „unikající“ záření pak zvenku vypadá, jako by černá díra něco vyzařovala. Jelikož ale vyzařuje energii, černá díra pomalu ztrácí svou hmotu – „odpařuje se“. Čím je černá díra menší, tím rychleji září, a nakonec by mohla úplně zmizet. Tento objev byl důležitý, protože spojil teorii relativity (která popisuje gravitaci) s kvantovou mechanikou (která popisuje mikrosvět) a naznačil, že černé díry nejsou úplně „černé“, ale mohou interagovat s okolním vesmírem způsobem, který se dá kvantově popsat.
Zdroj: ScienceAlert
Základem této práce je nová interpretace Hawkingova záření. Vědci vypočítali, že proces Hawkingova záření teoreticky platí nejen pro černé díry, ale i pro jiné objekty s gravitačním polem. Výpočty pak ukázaly, že doba vypařování objektu závisí pouze na jeho hustotě.
K překvapení vědců trvá rozpad neutronových hvězd a hvězdných černých děr stejně dlouho: 1067 let. To bylo nečekané, protože černé díry mají silnější gravitační pole, což by mělo způsobit jejich rychlejší vypařování. „Jenže černé díry nemají žádný povrch,“ říká spoluautor Michael Wondrak, „pohlcují část svého vlastního záření, což tento proces zpomaluje.“
Den vypaření lidstva
Kolik času má člověk? I na to se pokusili astrofyzici odpovědět. Podle jejich metody se pevná tělesa, jako je Země, Měsíc a lidé vypaří o něco později než hvězdy – za 1090 let. Bez Slunce ale samozřejmě lidská civilizace v podobě, jakou si dokážeme představit, už miliardy let nebude existovat.
Vědci ale podotkli, že existují i jiné procesy, které mohou způsobit, že člověk zmizí výrazně rychleji, než naznačují jejich výpočty.
Spoluautor studie Walter van Suijlekom dodal, že výzkum má tak vynikající výsledky právě proto, že se v něm spojily tři různé obory, jež se na vesmír dívají každý svým mírně odlišným pohledem. „Tím, že se nebojíme klást si takové otázky a tím, že zkoumáme extrémní případy, chceme lépe porozumět teorii a možná jednoho dne rozluštíme záhadu Hawkingova záření,“ uzavřel.
