Všechny velké objekty ve vesmíru se nakonec vypaří

Podle kvantové mechaniky je stav vakua zaplněn virtuálními páry částic, které podstupují procesy spontánní tvorby a ničení. Tyto kvantové fluktuace se mohou v přítomnosti pole pozadí proměnit ve skutečné páry částic. Nejvýraznějším příkladem takového procesu je Schwingerův jev předpovídající tvorbu párů nabitých částic v přítomnosti elektrického pole. V novém výzkumu astrofyzikové z Radboudovy univerzity prokázali existenci místního mechanismu produkce gravitačních částic v zakřivených časoprostorech podobného Schwingerovu jevu pro elektrická pole.

„Použitím kombinace kvantové fyziky a Einsteinovy teorie gravitace Stephen Hawking tvrdil, že k spontánnímu vytvoření a zničení párů částic musí dojít blízko horizontu událostí,“ řekl vědec Michael Wondrak z Radboud University. „Částice a její antičástice jsou vytvořeny velmi krátce z kvantového pole, přičemž okamžitě anihilují. Ale někdy částice spadne do černé díry a pak může uniknout druhá částice – tzv. Hawkingovo záření. Podle Hawkinga by to nakonec vedlo k vypařování černých děr.“

Ve svém novém výzkumu vědci znovu studovali tento proces a zkoumali, zda je přítomnost horizontu událostí skutečně klíčová. Spojili techniky z fyziky, astronomie a matematiky, aby prozkoumali, co se stane, když se takové páry částic vytvoří v okolí černých děr. Ukázali, že nové částice mohou vznikat i daleko za horizontem událostí.

„Ukazujeme, že kromě dobře známého Hawkingova záření existuje také nová forma záření,“ řekl Michael Wondrak, hlavní autor studie. „Ukazujeme, že daleko za černou dírou hraje zakřivení časoprostoru velkou roli při vytváření záření,“ dodává spoluautor Walter van Suijlekom. „Částice jsou tam již odděleny slapovými silami gravitačního pole.“

Zatímco dříve se mělo za to, že bez horizontu událostí není možné žádné záření, autoři zjistili, že tento horizont není nutný. „To znamená, že objekty bez horizontu událostí, jako jsou zbytky starých hvězd a další velké objekty ve vesmíru, mají také tento druh záření,“ řekl spoluautor Heino Falcke. „A po velmi dlouhé době by to vedlo k tomu, že by se vše ve vesmíru nakonec vypařilo, stejně jako černé díry. To mění nejen naše chápání Hawkingova záření, ale také náš pohled na vesmír a jeho budoucnost.“

Práce týmu byla publikována v časopise Physical Review Letters.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/black-hole-evaporation-11972.html

autor: František Martinek