پژوهش جدید: مرگ جهان بسیار زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، فراخواهد رسید
کمی پیچیده به‌نظر می‌آید؛ اما نکته‌ی اصلی این است که تابش هاوکینگ‌مانند، یعنی تولید خودبه‌خود ذراتی که به بیرون پرتاب می‌شوند و بخشی از انرژی سیاه‌چاله را با خود حمل می‌کنند، می‌تواند در خمیدگی‌های فضازمانی با شدت کمتر نیز رخ دهد.
به‌طور سنتی تصور می‌شد که تابش هاوکینگ به افق رویداد نیاز دارد؛ نقطه‌ای که در آن کشش گرانشی سیاه‌چاله آن‌قدر قوی است که حتی سرعت نور هم برای فرار از آن کافی نیست.
بااین‌حال، پژوهشگرها در مطالعه‌ی سال ۲۰۲۳ دریافتند که پدیده‌ی تابش هاوکینگ می‌تواند در اطراف سایر اجرام فوق‌چگال یا بسیار پرجرم نیز رخ دهد. در نتیجه، خمیدگی فضای اطراف ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید، همچنین خوشه‌های کهکشانی پرجرم نیز باید مطابق با مدل این تیم باعث تبخیر شود. فالکه در سال ۲۰۲۳ توضیح داد:
پس از یک بازه زمانی بسیار طولانی، همه چیز در جهان درست مانند سیاه‌چاله‌ها در نهایت تبخیر خواهد شد. این موضوع نه‌تنها درک ما از تابش هاوکینگ را تغییر می‌دهد، بلکه دیدگاهمان را نسبت به جهان و آینده‌ی آن نیز دگرگون می‌کند.
اما سوال بعدی این بود: روند تبخیر جهان چقدر طول خواهد کشید؟ به این ترتیب پژوهشگرها محاسباتشان را آغاز کردند. کوتوله‌های سفید، ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها همگی به خانواده‌ای از اجرام تعلق دارند. آن‌ها بقایای ستاره‌ای مرده محسوب می‌شوند؛ یعنی ستاره‌ای که مواد بیرونی‌اش به بیرون پرتاب شده و صرفاً هسته‌ای فوق‌چگال از آن باقی مانده است.
ستاره‌ای که جرم آن تا حدود ۸ برابر جرم خورشید باشد، به کوتوله‌ی سفید تبدیل می‌شود که حداکثر جرمش ۱٫۴ جرم خورشیدی است. ستاره‌های پرجرم بین ۸ تا ۳۰ برابر جرم خورشید در نهایت به ستاره‌های نوترونی تبدیل می‌شوند و حد بالای جرم آن‌ها در حدود ۲٫۳ جرم خورشیدی است. ستاره‌هایی که جرمشان بیش از ۳۰ جرم خورشیدی است، به سیاه‌چاله تبدیل می‌شوند.
زمان لازم برای مرگ کوتوله سفید، معیار سنجش طول عمر باقی‌مانده جهان است
هرچه جرم چگال‌تر باشد، میدان گرانشی آن شدیدتر است. از میان سه نوع جرم یادشده، سیاه‌چاله‌ها چگال‌ترین و کوتوله‌های سفید کم‌چگال‌ترین هستند. بنابراین کوتوله‌های سفید بیشترین زمان را برای تبخیرشدن نیاز دارند. زمان لازم برای مرگ کوتوله سفید، معیار پژوهش برای سنجش طول عمر باقی‌مانده‌ی جهان بود.
از آنجایی که سیاه‌چاله‌ها بالاترین چگالی و در نتیجه قوی‌ترین میدان‌های گرانشی را دارند، پژوهشگرها انتظار داشتند که سریع‌ترین تبخیر را داشته باشند. آن‌ها تا حدی درست می‌گفتند. تبخیر کامل سیاه‌چاله‌ای با جرم ستاره‌ای بین ۶۷^۱۰ تا ۶۸^۱۰ سال طول می‌کشد، اما به‌طور شگفت‌آوری، ستاره‌های نوترونی نیز تقریباً همین مدت زمان را نیاز دارند.
وندراک می‌گوید دلیل جالبی برای مدت زمان تبخیر سیاه‌چاله‌ها وجود دارد. این اجرام سطح ندارند و بخشی از تابش خود را دوباره جذب می‌کنند که این فرآیند را مهار می‌کند. پژوهشگرها برای کوتوله سفید معمولی، طول عمر حدود ۷۸^۱۰ سال را محاسبه کردند که یک حد بالایی تقریبی برای طول عمر ماده‌ی معمولی در جهان محسوب می‌شود.
بااین‌حال، چیزهایی در جهان وجود دارند که نسبت به یک کوتوله سفید، دیرتر تبخیر می‌شوند؛ البته به شرطی که در آن مدت سرنوشت دیگری برایشان رقم نخورد. تبخیرشدن ماه حدود ۸۹^۱۰ سال و بدن انسان حدود ۹۰^۱۰ سال طول می‌کشد. بنابراین حتی اگر بخواهیم تا ابد زندگی کنیم، ممکن است در نهایت به مانع برخورد کنیم.
سیاه‌چاله‌ای کلان‌جرم حدود ۹۶^۱۰ سال زمان نیاز دارد، در حالی که هاله‌ی عظیم ماده‌ی تاریک که یک اَبَرخوشه‌ی کهکشانی را دربرمی‌گیرد، در حدود ۱۳۵^۱۰ سال تبخیر می‌شود. حتی این زمان هم بسیار کوتاه‌تر از طول عمر ۱۱۰۰^۱۰ سال براساس تخمین قبلی از بقایای کوتوله سفید است.
بدیهی است که هیچ‌کدام از این اعداد واقعاً مشکلی برای ما ایجاد نمی‌کنند. حتی اگر بشریت تا پیش از مرگ خورشید در ۵ میلیارد سال آینده به تمدنی میان‌ستاره‌ای تبدیل شود، باز هم به نحوی می‌تواند تا چندین برابر طول عمر کنونی جهان دوام آورد. پژوهشگرها امیدوارند این نتایج به آن‌ها در درک بهتر جهان کمک کنند.
پژوهش در ژورنال کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات کیهانی منتشر شده است.
