Весь Всесвіт приречений на «випаровування», йдеться в дослідженні, заснованому на теорії Стівена Хокінга. Такий висновок нового дослідження голландських учених, опублікованого у журналі Physical Review Letters.
Одним із найбільших вкладів Стівена Хокінга у фізику стала математика, що описує тип випромінювання, що виникає через викривлення простору-часу навколо чорних дірок. Це тип теплового випромінювання, що формується за межами горизонту подій (точка чорної дірки, з якої ніщо не може вийти, навіть світло).
Це відбувається в основному через два основні елементи Всесвіту: гравітації та квантові поля, а точніше, зв’язки між цим станом енергії поля в плоскому просторі-часі й тим же станом у викривленому просторі. Коли кривизна, спричинена щільними об’єктами, досить велика, виникає випромінювання Хокінга.
Згідно з свіжим дослідженням, проведеним вченими з Університету Радбоуда, показало, що для отримання випромінювання Хокінга нам не потрібна чорна дірка – воно може з’являтися і навколо залишків “мертвих” зірок, наприклад, нейтронних зірок.
Вже було відомо, що випромінювання Хокінга, ймовірно, випромінюється в просторі, що тягнеться приблизно в 10-20 разів більше радіуса горизонту подій, що означає, що воно також з’являється в областях, розташованих далеко від чорної діри. Чим далі ми знаходимося, тим менше випромінювання.
Якщо це відбувається також навколо зірок та зіркових залишків, то це означає, що одного разу повністю випаруються не лише чорні дірки, а й усі масивні об’єкти у Всесвіті. Звичайно, це навряд чи відбудеться протягом довгого часу.
Чи можуть виникати віртуальні частки?
Досліджуваний авторами процес відбувається через ефект Швінгера, при якому спонтанно виникають віртуальні пари частинок та античастинок, що викликають розпад вакууму та миттєво анігілюють один з одним.
Якщо одна з цих віртуальних частинок потрапляє в пастку кривизни простору поблизу чорної дірки, анігіляція не може статися, і тим самим порушується закон збереження енергії – за винятком випадку, коли випромінювання Хокінга компенсує цю “енергію, що залишилася”.
Хоча ефект Швінгера використовується як приклад для пояснення випромінювання Хокінга, він не є необхідним для випаровування чорних дірок та інших масивних тіл. Більше того, вчені поки що не змогли з високим ступенем впевненості довести спонтанне виникнення частинок-античастинок; у разі віртуальні частки є саме такими: віртуальними, а чи не реальними.
У будь-якому випадку випромінювання Хокінга залежить від гравітації та квантових полів, а не обов’язково від спонтанного виникнення частинок. А тепер нове дослідження показує, що й чорна дірка не потрібна. Всесвіт не повинен випаруватися найближчим часом. Вимірювання передбачає, що це могло статися за час не менше віку Всесвіту: 13,8 мільярда років.