Objekty v našem vesmíru se vypařují rychleji, než se myslelo

Profesor Heino Falcke a jeho kolegové z Radboud University ve své práci z roku 2023 ukázali, že nejen černé díry, ale i všechny ostatní objekty ve vesmíru se mohou „vypařit“ prostřednictvím procesu podobného Hawkingovu záření. Po této publikaci autoři obdrželi mnoho dotazů, jak dlouho bude tento proces trvat. V nové studii vypočítali, že konec vesmíru nastane přibližně za 10^78 let, pokud se bere v úvahu pouze záření podobné Hawkingovu. To je doba, kterou potřebují bílí trpaslíci – nejtrvalejší nebeská tělesa – k rozpadu prostřednictvím záření podobnému Hawkingovu. Předchozí studie, které tento efekt nebraly v úvahu, stanovily dobu života bílých trpaslíků na 10^1100 let.

„Definitivní konec vesmíru tedy přichází mnohem dříve, než se očekávalo, ale naštěstí to bude trvat ještě velmi dlouho,“ řekl profesor Falcke.

V roce 1975 fyzik Stephen Hawking postuloval, že v rozporu s teorií relativity mohou částice a záření z černé díry unikat. Na okraji černé díry mohou vzniknout dvě dočasné částice, a než se spojí, je jedna částice vtažena do černé díry a druhá unikne. Jedním z důsledků Hawkingova záření je, že černá díra se velmi pomalu rozpadá na částice a záření.

To je v rozporu s teorií relativity Alberta Einsteina, podle níž mohou černé díry pouze růst. Profesor Falcke a jeho spoluautoři vypočítali, že proces Hawkingova záření teoreticky platí i pro jiné objekty s gravitačním polem. Výpočty dále ukázaly, že „doba vypařování“ objektu závisí pouze na jeho hustotě.

K překvapení vědců trvá rozpad neutronových hvězd a hvězdných černých děr stejně dlouho: 10^67 let. To bylo nečekané, protože černé díry mají silnější gravitační pole, které by mělo způsobit, že se „vypaří“ rychleji.

„Ale černé díry nemají žádný povrch,“ řekl Michael Wondrak, postdoktorand na Radboudově univerzitě. „Zpětně pohlcují část svého vlastního záření, což tento proces brzdí. Spočítali jsme také, jak dlouho trvá, než se Měsíc a člověk vypaří prostřednictvím záření podobného Hawkingovu: 10^90 let,“ řekli autoři.

„Samozřejmě existují i jiné procesy, které mohou způsobit, že lidé a Měsíc zmizí rychleji, než se počítá. Tento výzkum je vzrušující spoluprací různých oborů a toho, že spojení astrofyziky, kvantové fyziky a matematiky vede k novým poznatkům,“ řekl profesor Walter van Suijlekom z Radboudovy univerzity. „Kladením těchto otázek a zkoumáním extrémních případů chceme lépe porozumět teorii a možná jednoho dne rozluštit záhadu Hawkingova záření.“

Nový článek byl publikován v časopise Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/white-dwarf-evaporation-13898.html

autor: František Martinek