Вселенная, в своем нынешнем виде, кажется вечной и незыблемой. Однако законы физики неумолимы, и даже самые массивные и долгоживущие космические объекты рано или поздно прекратят свое существование. Долгое время ученые пытались предсказать сроки этой космической «кончины», и предыдущие оценки характеризовались поистине астрономическими временными масштабами. Недавнее исследование, проведенное физиками из Нидерландов, показало, что, на самом деле, все произойдет гораздо быстрее, чем предполагалось ранее.
Новые данные
Согласно выводам нидерландских ученых, финальная «занавес» для нашей Вселенной “опустится” примерно через 10^78 (десять в 78-й степени) лет. Эта цифра, хотя и непостижимо огромна по человеческим меркам, на колоссальное количество порядков меньше предыдущих оценок, которые достигали невероятных 10^1100 лет. К такому сенсационному выводу исследователи пришли, объединив мощь инструментов астрофизики, квантовой теории поля и высшей математики.
Излучение Хокинга
В основе этого радикального пересмотра срока жизни Вселенной лежит обновленная интерпретация излучения Хокинга. Эта концепция была предложена выдающимся британским физиком-теоретиком Стивеном Хокингом еще в 1975 году. Согласно его теории, черные дыры – объекты с настолько сильной гравитацией, что ничто, даже свет, не может вырваться из их плена, – на самом деле не являются абсолютно черными. Из-за квантовых флуктуаций – кратковременных и спонтанных изменений энергии, происходящих на мельчайших масштабах пространства и времени, – черные дыры могут постепенно терять массу, словно «испаряясь». Это явление и носит название “излучение Хокинга”.
Медленная “смерть”
Новое исследование идет дальше, доказывая, что аналогичные механизмы «испарения» применимы не только к черным дырам, но и ко всем другим плотным астрономическим объектам, являющимся конечной стадией эволюции звезд, например, нейтронным звездам и белым карликам. Квантовые флуктуации, порождающие пары виртуальных частиц у поверхности этих объектов, могут приводить к тому, что одна частица из пары улетает в пространство, унося с собой небольшое количество энергии, в то время как другая «падает» обратно в объект, слегка уменьшая его массу. Этот процесс, хоть и чрезвычайно медленный, но неуклонный, приводит к постепенной потере массы и, в конечном итоге, к полному исчезновению космического тела.
Продолжительность “жизни”
Исследователи провели детальные расчеты скорости распада десяти различных типов космических тел, рассматривая их как изолированные системы, подверженные исключительно воздействию излучения Хокинга. Ключевым фактором, определяющим продолжительность «жизни» объекта, оказалась его плотность. Чем плотнее объект, тем сильнее его гравитационное поле и тем медленнее протекает процесс «испарения».
Согласно полученным результатам, самые «быстроиспаряющиеся» из звездных остатков – это черные дыры и нейтронные звезды. Их предполагаемый срок существования составляет примерно до 10^67 лет. Наиболее же долгоживущими окажутся белые карлики – плотные остатки маломассивных звезд, таких как наше Солнце. Их окончательное исчезновение, согласно новым расчетам, произойдет лишь к 10^78 году.
The post Быстрее, чем думали: ученые рассчитали, когда исчезнет наша Вселенная appeared first on Русская семерка.