Wszechświat umiera szybciej, niż sądzono. Ile czasu zostało?

Stephen Hawking przewidywał, że czarne dziury w końcu "wyparują". Mimo że wydają się one wieczne, wcale takie nie są. W przeciwnym razie rozrastałyby się w nieskończoność, pochłaniając materię, a w końcu także siebie nawzajem i cały wszechświat. To jednak mało realny scenariusz. Obserwacje wskazują raczej na tzw. promieniowanie Hawkinga. Hipoteza ta zakłada, że czarne dziury emitują promieniowanie, tracąc przy tym masę. Ostatecznie doprowadzi to do ich wyparowania.

W oparciu o tą teorię naukowcy wykonali nowe obliczenia. Według tych szacunków dojdzie do unicestwienia większości pozostałych szczątków gwiazd za około kwinwigintylion (ang. quinvigintillion) lat, czyli 10⁷⁸ (w przypadku supermasywnych czarnych dziur mówi się nawet o 10⁹⁶ lat). "Wyznacza to ogólny górny limit czasu życia materii we wszechświecie, który jest ogólnie znacznie dłuższy niż czas Hubble'a-Lemaître'a" - piszą autorzy badania.

Obserwacje naukowców mogą też stanowić mocne potwierdzenie hipotezy Hawkinga na temat promieniowania czarnych dziur. "Zakłada się, że czarne dziury rozpadają się poprzez promieniowanie Hawkinga. Ostatnio odkryliśmy dowody, że samo zakrzywienie czasoprzestrzeni, bez potrzeby istnienia horyzontu zdarzeń, prowadzi do parowania czarnych dziur" - czytamy w abstrakcie.

W jaki sposób czarne dziury tracą energię? Stephen Hawking zaproponował hipotezę, że siły grawitacyjne u wejścia do czarnej dziury produkują fotony. Te niewielkie porcje światła mogą przez miliardy lat osłabiać te tajemnicze struktury, doprowadzając w końcu do ich ewaporacji. Pojawiły się też założenia, że to samo zjawisko zachodzi także we wszystkich innych obiektach kosmicznych o dużej masie - wliczając w to gwiazdy neutronowe i białe karły. Na tym też skupia się nowe badanie.

"Zbadaliśmy szybkość ewaporacji i czas rozkładu nierotującej gwiazdy o stałej gęstości, spowodowane produkcją par wywołaną zakrzywieniem czasoprzestrzeni i zastosowaliśmy to do kompaktowych pozostałości gwiazd, takich jak gwiazdy neutronowe i białe karły. Obliczyliśmy kreację par wirtualnych pozbawionych masy cząstek skalarnych w sferycznie symetrycznych, asymptotycznie płaskich, zakrzywionych czasoprzestrzeniach. Te obliczenia opierają się na teorii kowariantych perturbacji, w której pole kwantowe reprezentują np. grawitony lub fotony" - wyjaśniają autorzy.

Gwiazdy neutronowe i białe karły rozpadają się w sposób podobny do czarnych dziur. Gdy ostatnie z nich wybuchną, będzie to kres całej materii we wszechświecie. Możliwe jednak, że koniec świata, jaki znamy, nastąpi dużo wcześniej. Rozszerzanie się wszechświata spowoduje, że w ciągu najbliższych 150-200 mld lat większość galaktyk stanie się dla nas niewidoczna. Będziemy widzieć jedynie gwiazdy w Drodze Mlecznej, przez co w dalszym kosmosie zapanuje ciemność.

Nim w całym kosmosie zgaśnie światło, dużo wcześniej dojdzie do zagłady naszej planety. Prognozy mówią, że za 5 mld lat Słońce rozszerzy się tak bardzo, że wchłonie Ziemię. Jeśli do tej pory przetrwa jakiekolwiek życie na Ziemi, będzie ono musiało migrować na inne planety poza Układem Słonecznym, chyba że wcześniej zostaną wymyślone inne sposoby na przetrwanie, np. całkowita wirtualizacja egzystencji w jakimś nieznanym jeszcze medium.

Zjawiska przewidziane przez Hawkinga będą więc tylko ostatnim gwoździem do trumny materii we wszechświecie. Zjawiska kosmiczne prawdopodobnie uśmiercą wszelkie życie organiczne już miliardy lat wcześniej. Ten kres wszystkiego odnosi się jednak tylko do naszego wszechświata. Nie mamy pewności, czy jest on jedynym. Jeśli teoria wieloświata (multiwersum) jest prawdziwa, być może zostanie wynaleziony sposób na przedostanie się do innego wszechświata. Niewykluczone też, że śmierć tego wszechświata da początek kolejnemu.

Słynne "nie będzie niczego", które w zupełnie innym kontekście wypowiedział zmarły niedawno Krzysztof Kononowicz, może, ale nie musi odnosić się do całego wszechświata (albo multiwszechświata). Zdaniem fizyków energia nie umiera nigdy, a zdaniem filozofów - niebytu nie ma. Możliwe więc, że wszystko się odrodzi w zupełnie nowej odsłonie.

Źródło: H. Falcke et al. (2025). An upper limit to the lifetime of stellar remnants from gravitational pair production. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. DOI: 10.48550/arxiv.2410.14734