Universul nu este cu adevărat infinit, chiar dacă, din perspectiva noastră limitată, așa poate părea. Un nou studiu arată că până și cele mai „indestructibile” obiecte cosmice — găurile negre, stelele neutronice și piticele albe — nu sunt eterne. În intervale de timp incomprehensibil de lungi, aceste structuri își pierd treptat masa și ajung să „se evapore”, lăsând în urmă un Univers tot mai gol și mai rece.
Prin această concluzie, cercetarea contrazice ideea anterioară conform căreia doar găurile negre ar suferi un astfel de proces. Dacă și alte obiecte masive se evaporă, sfârșitul Universului ar putea surveni mai devreme decât se presupunea — chiar dacă vorbim, totuși, despre perioade de timp inimaginabil de îndepărtate, informează antena.ro.
Pe scurt, oamenii de știință din studiu citat de Earth.com argumentează că:
- nu doar găurile negre se evaporă, ci și stelele foarte compacte, cum ar fi stelele neutronice și piticele albe;
- asta se întâmplă pentru că continuumul spațiu-timp este curbat de gravitație și la scară cuantică apar particule din „nimic”;
- nimic cu masă nu e veșnic, totul se transformă foarte încet în particule și radiație, iar Universul devine tot mai gol și mai rece;
Oamenii de știință au analizat ce se întâmplă atunci când gravitația curbează continuumul spațiu-timp, așa cum prevede teoria relativității, și când câmpurile cuantice sunt urmărite pe perioade foarte lungi. Efecte minuscule, care astăzi par inofensive, ar putea decide în tăcere soarta a tot ceea ce este alcătuit din materie. În concluzie, Universul nu se „termină” brusc, ci se stinge foarte, foarte lent, la un orizont de timp care nu poate fi conceput de mintea umană.
Prezicerea sfârșitului Universului
Studiul a fost elaborat de trei cercetători de la Universitatea Radboud din Nijmegen, Olanda: expertul în găuri negre Heino Falcke, fizicianul cuantic Michael Wondrak și matematicianul Walter van Suijlekom.
Aceștia argumentează că găurile negre, dar și stelele dense precum stelele neutronice, pot pierde masă printr-un proces de evaporare asemănător radiației Hawking. Mulți s-au întrebat cât timp ar dura un astfel de proces.
Pentru a le înțelege munca, este util să ne amintim ideea de bază din spatele radiației Hawking.
Pentru cele mai importante știri, abonează-te la canalul nostru de TELEGRAM
Conform acestei teorii, efectele cuantice din apropierea orizontului evenimentelor al unei găuri negre o determină să emită un flux slab de particule și să piardă lent masă, astfel încât nici măcar o gaură neagră nu este permanentă.
Lucrarea se întreabă ce se întâmplă atunci când nu există deloc un orizont al evenimentelor. O stea neutronică sau o pitică albă poate concentra o cantitate uriașă de masă într-un volum mic și poate curba puternic continuul spațiu-timp, fără a deveni totuși o gaură neagră.
Autorii investighează dacă această curbură, prin ea însăși, poate crea particule și poate drena energie dintr-un astfel de obiect.
Ei tratează aceste rămășițe compacte drept puncte finale ale evoluției stelare, concentrându-se pe modul în care se comportă câmpurile cuantice în jurul lor atunci când alte complicații astrofizice au dispărut.
Calculul vizează durata de viață finală a unor astfel de corpuri dense atunci când doar gravitația și fizica cuantică mai contează.
Autorii folosesc teoria câmpurilor cuantice în continuul spațiu-timp curbat, un cadru care păstrează câmpurile cuantice, dar permite ca spațiul-timp să se curbeze, așa cum prezice teoria relativității în apropierea obiectelor dense.
În modelul lor, o stea compactă este o sferă care nu se rotește, cu densitate constantă, înconjurată de vid.
În acest cadru, ei calculează cât de des spațiul-timp curbat din jurul unui astfel de obiect creează perechi de particule fără masă din vid.
Curbura intensă poate separa perechi virtuale de particule înainte ca acestea să se anihileze, transformându-le în particule reale, de energie joasă, cum ar fi fotonii sau gravitonii, care transportă energie în afară.
Perechile create în afara stelei pot trimite una sau ambele particule spre infinit sau le pot curba înapoi spre obiect, în timp ce perechile create în interior sunt absorbite și adaugă căldură stelei.
Dintr-un punct de vedere exterior, acest lucru duce la două surse de energie ieșită: o parte dintre particule scapă direct în spațiu, iar altele cad mai întâi înapoi, încălzesc ușor steaua și apoi reapar sub formă de radiație termică de la suprafață.
În cele din urmă, chiar și cele mai „permanente” părți ale universului sunt doar temporare atunci când privești suficient de departe în timp.
Găurile negre, stelele neutronice, piticele albe, planetele și norii subțiri de gaz pot părea înghețate și neschimbate la scări de timp umane sau chiar galactice, dar câmpurile cuantice din spațiu-timp curbat continuă să le erodeze lent și în tăcere.
