Всичко във Вселената е обречено да се изпари

Н ай-известната теория на Стивън Хокинг за черните дупки наскоро беше преразгледана, от което излязоха някои обезпокоителни заключения като това, че всичко във Вселената е обречено да се изпари.

Physicists find that Hawking radiation doesn't just apply to black holes -- and what that tells us about the ultimate fate of the universe https://t.co/le9tAFtXsC #skeptic #physics pic.twitter.com/EWyCj1d2m0

— @TalesOfWhoa (@TalesOfWhoa) June 6, 2023

През 1974 г. Хокинг предположил в крайна сметка може да е възможно черните дупки да се изпаряват чрез загуба на това, което сега е известно като радиация на Хокинг - постепенно източване на енергия под формата на светлинни частици, които извират около изключително мощните гравитационни полета на черните дупки. Ново преразглеждане на теорията предполага, че радиацията на Хокинг не се създава само чрез отнемане на енергия от черните дупки, но и от всички обекти с достатъчно маса.

Ако това предположение е вярно, това би означавало, че всичко във Вселената един ден ще изчезне - енергията бавно ще изтече под формата на светлина.

„Това означава, че дори обекти без хоризонт на събитията [гравитационна точка, след която няма връщане - гравитационната сила на черната дупка става толкова голяма, че преодоляването ѝ е невъзможно дори и за светлината], като останките от мъртви звезди и други големи обекти във Вселената, също имат този вид радиация", казва водещият автор Хайно Фалке, професор по астрофизика в университета Радбуд в Холандия. „И след много дълъг период това би довело до изпаряване на всичко във Вселената, точно както се случва при черните дупки. Това променя не само нашето разбиране за радиацията на Хокинг, но също така и виждане ни за Вселената и бъдещето й.“

International Research Conference on High Energy Physics
Visit Our Website :https://t.co/2yU3QgOsUk

Hawking radiation is the theoretical thermal black body radiation released outside a black hole's event horizon.#HawkingRadiation#BlackHoles#QuantumMechanics pic.twitter.com/UWTXCbE53a

— victoria anisa (@PSciencefather) June 2, 2023

Според квантовата теория на полето няма такова нещо като празен вакуум. Космосът всъщност изпълнен с вибрации, които, ако са наситени с достатъчно енергия, произволно се преобразуват във виртуални частици, произвеждайки снопове светлина с много ниска енергия или още фотони.

В забележителната статия на Хокинг, публикувана през 1974 г., той предсказва, че огромната гравитационна сила на черните дупки ще предизвика именно такова съществуване на фотони. Според общата теория на относителността на Айнщайн, гравитацията изкривява пространство-времето, така, че колкото повече се приближават до огромното гравитационно привличане на сингулярността на черна дупка, толкова повече квантовите полета се изкривяват.

The greatest enemy of knowledge is not ignorance, it is the illusion of knowledge.

—Stephen Hawking pic.twitter.com/jFaGJ6WGhL

— Vala Afshar (@ValaAfshar) June 3, 2023

Поради особеностите на квантовата механика, това изкривяване създава неравномерни джобове с различно движещо се време, от което следват пикове на енергията в полето. Тези енергийни несъответствия карат фотоните да се появяват в изкривеното пространство около черните дупки, изсмуквайки енергия от полето им, за да могат да избухнат в съществуването си. След това е възможно частиците да успеят да избягат от черната дупка и точно това отнемане на енергия накарало Хокинг да заключи, че - след огромен период от време, много по-дълъг от настоящата възраст на Вселената - черните дупки в ще загубят цялата си енергия и ще изчезнат напълно.

Но ако гравитационно поле е всичко, което е необходимо, за да се произведат квантови флуктуации и фотони, какво пречи на всеки обект с маса, изкривяваща пространство-времето, да създаде радиацията на Хокинг? Дали за да възникне е нужен хоризонта на събитията на черна дупка или може да се прояви в космоса? За да изследват тези въпроси, авторите на новото изследване анализирали радиацията на Хокинг през обектива на отдавна прогнозирано явление, наречено ефект на Швингер, при което теоретично може да се генерира материя от мощните изкривявания, причинени от електромагнитно поле.

Stephen Hawking's most famous prediction could mean that everything in the universe is doomed to evaporate, new study says https://t.co/XBxEN1GYst

— John Lounsbury (@jlounsbury59) June 6, 2023

Прилагайки ефекта на Швингер към теорията на Хокинг, физиците създали математически модел, който възпроизвежда радиацията на Хокинг в пространства с диапазон на напрежение от гравитационното поле. Според новата им теория не е необходим хоризонт на събитията, за да може енергията да започне бавно да изтича от даден масивен обект под формата на светлина - гравитационното поле на обекта е достатъчно добро само по себе си.

„Успяхме да покажем, че дори отвъд черните дупки пространство-времето играе голяма роля в създаването на радиация“, каза в изявлението вторият автор на проучването, Валтер ван Суйлеком, професор по математика в университета Радбуд. „Частиците се разделят и отвъд черната дупка от силите на гравитационното поле.“

In 1974, Stephen Hawking showed that black holes aren't stable, but emit radiation and decay. Nearly 50 years later, it isn't just for black holes. https://t.co/WBIHXijD5i

— Big Think (@bigthink) June 1, 2023

Какво означава теорията на изследователите в действителност, не е ясно. Възможно е, тъй като материята, която изгражда звездите и планетите остарява, тя в крайна сметка да претърпи енергийно преобразуване и да премине в ново свръхниско енергийно състояние. Това може да се окаже достатъчно, за да срине цялата материя в черните дупки, които могат да продължат бавно да излъчват светлина, докато и те самите изчезнат безследно.

За съжаление (или за щастие, в зависимост от това доколко се притеснявате от изпаряванията), всичко това са само спекулации, които все още не са потвърдени. Ако всичко е предопределено да изчезне в проблясъка на студена светлина, трябва да има много места, на които да можем да потърсим отговори.