Cât va mai exista această lume? O nouă cercetare susţine că ea se va sfârşi mai devreme decât am crezut
În viitorul îndepărtat, mult după ce stelele vor înceta să strălucească, Universul nu va conține nimic altceva decât rămășițele lor: găuri negre, stele neutronice, pitice albe și gaze rare. Întrebarea va fi: oare vreo parte din această materie durează pentru totdeauna sau Universul șterge chiar și cele mai rezistente obiecte ale sale? Un nou studiu teoretic ia această întrebare în serios. Se întreabă ce se întâmplă atunci când gravitația curbează spațiu-timpul, așa cum se întâmplă în relativitatea generală, și când câmpurile cuantice sunt urmărite pe perioade foarte lungi. Efecte minuscule care astăzi par inofensive ar putea decide în liniște soarta a tot ceea ce este alcătuit din materie.
Studiul a fost realizat 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. Ei au susținut că găurile negre, dar și stelele dense precum stelele neutronice, pot pierde masă printr-un proces de evaporare de tip Hawking, iar mulți oameni au întrebat cât ar dura un astfel de proces.
Pentru a le urmări munca, este util să ne amintim ideea de bază din spatele radiației Hawking. În această predicție, efectele cuantice din apropierea orizontului evenimentelor unei găuri negre o determină să emită un flux slab de particule și să piardă treptat masă, astfel încât nici măcar o gaură neagră nu este permanentă. Studiul se întreabă ce se întâmplă atunci când nu există deloc un orizont al evenimentelor. O stea neutronică sau o stea pitică albă poate încadra o cantitate imensă de masă într-un volum mic și poate curba puternic spațiu-timpul, fără a deveni totuși o gaură neagră. Autorii au investigat dacă această curbură, în sine, poate crea particule și absorbi energie dintr-un astfel de obiect. Ei au tratat aceste rămășițe compacte ca puncte finale ale evoluției stelare, concentrându-se asupra modului 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 au folosit teoria cuantică a câmpurilor în spațiu-timp curbat, un cadru care păstrează câmpurile cuantice, dar permite spațiu-timpului să se curbeze, așa cum relativitatea generală prezice obiecte apropiate de dense. În modelul lor, o stea compactă este o bilă sferică, nerotativă, cu densitate constantă, înconjurată de vid. Stelele neutronice reale se rotesc, au interioare complexe și pot purta câmpuri magnetice intense, însă această stea idealizată păstrează caracteristica cheie a curburii puternice în interiorul și în jurul unui corp dens.
În cadrul acestei configurații, cei trei specialişti au calculat cât de des spațiu-timpul curbat din jurul unui astfel de obiect creează perechi de particule fără masă din vid. O curbură puternică poate separa perechi de particule virtuale înainte de a se anihila, transformându-le în particule reale, de energie redusă, cum ar fi fotonii sau gravitonii, care transportă energia. Perechile create în afara stelei pot trimite una sau ambele particule la 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, aceasta duce la două surse de energie emisă: unele particule evadează direct în spațiu, iar altele cad mai întâi înapoi, încălzesc ușor steaua și apoi reapar sub formă de radiație termică de la suprafața sa.
Pentru o stea cu suprafață, ambele canale funcționează. Dar găurile negre nu au suprafață; ele reabsorb o parte din propria radiație, ceea ce inhibă procesul. O mărime centrală în analiza lor este compactitatea, care compară raza stelei cu raza pe care ar avea-o o gaură neagră cu aceeași masă. Pe măsură ce un obiect devine mai compact și raza sa se apropie de valoarea găurii negre, spațiu-timpul din jurul său se curbează mai puternic, iar puterea cuantică pe care o emite crește. Spectrul acestei emisii se deplasează spre frecvențe mai înalte, ca și cum obiectul ar avea o temperatură mai ridicată.
Cercetătorii au luat în considerare deplasarea gravitațională spre roșu, pentru a calcula ce ar măsura un astronom aflat la distanță. Apoi, s-a estimat un timp de evaporare, luând energia totală a obiectului, folosind E = mc² , și împărțind la rata de pierdere de energie. Astfel, durata de viață depinde în principal de densitatea medie, decât de masă și rază. Într-o formă simplificată, obiectele mai dense își pierd masa mai repede prin acest mecanism.
Stelele neutronice ajung să aibă durate de viață comparabile cu cele ale găurilor negre cu masă stelară. Piticele albe se evaporă mai lent deoarece sunt mai puțin dense, iar găurile negre supermasive supraviețuiesc cel mai mult timp deoarece densitățile lor medii sunt scăzute.
Toate lucrurile trebuie să se sfârșească, chiar și Universul. În cele din urmă, chiar și cele mai „permanente” părți ale Universului sunt temporare. Găurile negre, stelele neutronice, piticele albe, planetele și norii subțiri de gaz pot părea înghețați și neschimbați pe scările de timp umane sau chiar galactice, dar câmpurile cuantice din spațiu-timp curbat continuă să le erodeze în liniște. În cele din urmă, Universul devine un loc în care gravitația și fizica cuantică transformă încet tot ce are masă în fluxuri slabe de particule.
Din 2008, cercetam si cautam adevarul in domenii precum istoria, religia sau metafizica. Am publicat peste 15.000 de articole; munca este imensa, dar si costurile aferente sunt foarte mari. Publicitatea Google Adsense nu acopera toate costurile, iar pentru a continua munca si proiectul, avem nevoie de ajutorul vostru. Orice donatie conteaza, indiferent de suma. Toti banii stransi se vor duce catre acest proiect, dar si pentru cercetarea unor subiecte controversate din istorie, inclusiv cercetari genealogice. Va multumim din suflet!
DONATI prin PAYPAL:
DONATI prin CONT BANCAR (ING BANK):
- Cont LEI: RO53INGB0000999917643869
- Titular: ASOCIATIA GENIA - GENEALOGIE SI ISTORIE CUI:51669957
- Email: contact@genia.ro
- Nr.inregistrare Min.Justitiei: 1036/A/2025
În viitorul îndepărtat, mult după ce stelele vor înceta să strălucească, Universul nu va conține nimic altceva decât rămășițele lor: găuri negre, stele neutronice, pitice albe și gaze rare. Întrebarea va fi: oare vreo parte din această materie durează pentru totdeauna sau Universul șterge chiar și cele mai rezistente obiecte ale sale? Un nou studiu teoretic ia această întrebare în serios. Se întreabă ce se întâmplă atunci când gravitația curbează spațiu-timpul, așa cum se întâmplă în relativitatea generală, și când câmpurile cuantice sunt urmărite pe perioade foarte lungi. Efecte minuscule care astăzi par inofensive ar putea decide în liniște soarta a tot ceea ce este alcătuit din materie.
