Un nou pas în cunoașterea finalului Universului: Evaporarea găurilor negre, a stelelor neutronice și a piticelor albe, într-o nouă interpretare a radiației Hawking
Trei cercetători de renume de la Universitatea Radboud din Nijmegen, Olanda — specialistul în găuri negre Heino Falcke, fizicianul cuantic Michael Wondrak și matematicianul Walter van Suijlekom — au publicat o nouă cercetare impresionantă care oferă perspective captivante asupra modului în care unii dintre cei mai enigmatici și durabili actori ai Universului nostru ar putea… să dispară. Rezultatele lor aduc în prim-plan o variantă extinsă a cunoscutului mecanism de „evaporare” a găurilor negre propus de Stephen Hawking și, de asemenea, revizuiesc cronologia ipotetică a sfârșitului Universului.
Ce este radiația Hawking?
Din perspectiva teoriei relativității a lui Einstein, nimic — nici măcar lumina — nu poate scăpa dintr-o gaură neagră. Totuși, în 1975, fizicianul Stephen Hawking a avansat o interpretare care combină mecanica cuantică cu gravitația: la limita orizontului de evenimente al unei găuri negre, pot apărea perechi de particule virtuale. Una dintre ele este atrasă în gaura neagră, în timp ce cealaltă reușește să scape. Această evadare echivalează cu o pierdere de masă pentru gaura neagră — un proces extrem de lent numit radiație Hawking.
Această radiație ar putea conduce la „evaporarea” treptată a găurilor negre, contestând astfel concepția anterioară conform căreia ele ar fi corpuri eterne care doar se extind prin absorbția materiei.
Extinderea teoriei: nu doar găurile negre se evaporă
În cadrul unui studiu din 2023, echipa olandeză Falcke–Wondrak–van Suijlekom a investigat noțiunea că radiația Hawking nu se aplică exclusiv găurilor negre. Aceștia au demonstrat teoretic că și alte corpuri astronomice massive, cum ar fi stelele neutronice — cele mai dense stele cunoscute, rămase în urma exploziilor de supernovă — pot prezenta un comportament similar și „evapora” prin același mecanism cuantic.
Piticii albi, ultimele „voci” ale Universului
Noua lucrare publicată în 2024 oferă, în premieră, o cronologie detaliată a vaporării cosmice. Cercetătorii au studiat durata de viață a celor mai persistente obiecte: piticele albe — rămășițele dense ale stelelor similare cu Soarele nostru. Acestea nu mai generează energie prin fuziune nucleară și, în absența unui alt proces distructiv, ar putea teoretic să reziste „la nesfârșit”.
Totuși, rezultatele sugerează altceva: dacă luăm în calcul efectul radiației Hawking, atunci evaporarea completă a unei pitice albe ar dura „numai” 10^78 ani (un 1 urmat de 78 de zerouri). Fără acest efect, cele mai optimiste estimări anterioare sugerau o durată semnificativ mai lungă: 10^1100 ani (1 urmat de 1100 de zerouri!).
Stelele neutronice și găurile negre — surpriza ecuației
Cea mai fascinantă concluzie a cercetării provine din compararea duratei de evaporare a stelelor neutronice și a găurilor negre stelare (cele care rezultă din colapsul unui nucleu stelar). Ambele categorii „dispar” în aproximativ 10^67 ani.
Această similitudine a fost neașteptată, având în vedere că găurile negre dispun de un câmp gravitațional mult mai puternic. Cu toate acestea, Michael Wondrak lămurește misterul: „Găurile negre nu au o suprafață, așa că o parte din radiația lor este reabsorbită, ceea ce încetinește procesul de evaporare.”
Cât ar dura vaporizarea Lunii? Dar a unui om?
Continuând această explorare teoretică, echipa a aplicat formula și la obiecte „locale”, precum Luna sau o
