В новой статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предлагается новый вариант окончания существования Вселенной. Жизненный цикл звёзд определяется их массой. Большие, в 10 и более раз превышающие массу Солнца, взрываются как сверхновые и могут стать чёрными дырами. Те, которые укладываются до 10 масс Солнца, не производят более тяжелые элементы в процессе ядерного синтеза в своих недрах, из-за чего заканчивают свою жизнь в виде небольших плотных белых карликов, которые, спустя триллионы лет, остывают и становятся чёрными карликами.
Автор статьи считает, что и чёрные карлики в итоге взорвутся, что и станет предвестником конца Вселенной — последним светом. Он назвал это сверхновыми чёрными карликами (СЧК). В работе показано, что СЧК могут образоваться в результате совершенно удивительного квантового процесса, известного как пикноядерный синтез. Обычный термоядерный синтез (слияние более лёгких ядер с образованием более тяжёлых и высвобождением энергии) происходит за счёт преодоления барьера отталкивания между ядрами с помощью тепловой энергии движения. При пикноядерном же синтезе слияние ядер происходит в холодном веществе за счёт нулевых колебаний ядер в кристаллической решётке (сближаться ядрам позволяет квантовый туннельный эффект). Путём пикноядерного синтеза элементы в чёрном карлике очень медленно превращаются в железо — последний элемент, который может быть создан путём синтеза.
«Эти реакции занимают безумно много времени», — сказал автор исследования Мэтт Каплан, физик-теоретик из Университета штата Иллинойс. — Можно ждать миллион лет и не увидеть ни одной термоядерной реакции в чёрном карлике.»
Звёзд, которые могут стать чёрными карликами, не более 1%. Каплан оценивает, что до конца Вселенной будет около миллиарда триллионов (10^21) этих сверхновых. Как только чёрный карлик станет железным, его раздавит собственная масса. Этот коллапс вызовет огромный взрыв, который и станет последним светом в умирающей Вселенной. После этих последних вспышек света во Вселенной не останется ничего, что могло бы взорваться или засиять.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
