دانشمندان زمان دقیق پایان جهان را مشخص کردند!

دانشمندان کشف کرده‌اند که جهان بسیار سریع‌تر از آنچه که قبلاً تصور می‌شد، در حال فروپاشی است و زمان دقیق پایان آن را مشخص کرده‌اند.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه رادبود در هلند تعیین کرده‌اند که تمام ستارگان جهان در مدت زمانی برابر با یک «کویین‌ویجینتیلیون» سال خاموش خواهند شد؛ عددی برابر با یک و ۷۸ صفر در مقابل آن. اما این بازه زمانی بسیار کوتاه‌تر از پیش‌بینی قبلی است که عمر جهان را برابر با ۱۰ به توان ۱,۱۰۰ سال (یعنی یک و ۱,۱۰۰ صفر در مقابل آن) تخمین زده بود.

فرآیندی که دانشمندان معتقدند باعث مرگ جهان می‌شود، به تابش هاوکینگ مرتبط است؛ پدیده‌ای که در آن سیاه‌چاله‌ها به‌تدریج «تبخیر» شده و به هیچ تبدیل می‌شوند. تا پیش از این تصور می‌شد که تابش هاوکینگ پدیده‌ای مختص سیاه‌چاله‌هاست، اما پژوهشگران اثبات کردند که اجرامی مانند ستارگان نوترونی و کوتوله‌های سفید نیز می‌توانند به شکل مشابهی تبخیر شوند.

ستارگان نوترونی و کوتوله‌های سفید هر دو مرحله نهایی چرخه زندگی یک ستاره هستند؛ ستارگان بزرگ پس از انفجار ابرنواختر، به ستاره نوترونی تبدیل می‌شوند، در حالی که ستارگان کوچک‌تر مانند خورشید ما، به کوتوله سفید مبدل می‌شوند.

این ستارگان «مرده» می‌توانند برای مدت زمان بسیار طولانی به بقای خود ادامه دهند؛ اما طبق گفته پژوهشگران، آن‌ها به‌تدریج ناپدید می‌شوند و زمانی که به اندازه‌ای ناپایدار شوند، منفجر می‌گردند. به عبارت دیگر، دانستن مدت‌زمان لازم برای مرگ یک ستاره نوترونی یا کوتوله سفید به دانشمندان کمک می‌کند تا حداکثر طول عمر جهان را تخمین بزنند، زیرا این‌ها آخرین ستارگانی خواهند بود که خاموش می‌شوند.

به گفته هاینو فالکه، استاد نجوم رادیویی و فیزیک ذرات اخترشناسی در دانشگاه رادبود، مطالعات پیشین تابش هاوکینگ را در نظر نگرفته بودند و به همین دلیل، عمر جهان را بیش از اندازه واقعی برآورد کرده بودند. فالکه و همکارانش تلاش کردند این خطا را با محاسبه مدت‌زمان لازم برای تبخیر ستارگان نوترونی و کوتوله‌های سفید از طریق فرآیندی مشابه تابش هاوکینگ اصلاح کنند و به عدد یک کویین‌ویجینتیلیون سال رسیدند. او در بیانیه‌ای گفته است:

پس پایان نهایی جهان بسیار زودتر از آن‌چه که انتظار می‌رفت، اتفاق می‌افتد، اما خوشبختانه هنوز زمان بسیار زیادی باقی مانده است.

در سال ۱۹۷۵، فیزیک‌دان مشهور، استیون هاوکینگ پیشنهاد کرد که ذرات و تابش می‌توانند از یک سیاه‌چاله خارج شوند؛ موضوعی که برخلاف باور رایج آن زمان بود که طبق آن هیچ‌چیزی نمی‌تواند از جاذبه عظیم سیاه‌چاله بگریزد. اما به گفته هاوکینگ، در لبه سیاه‌چاله دو ذره موقتی می‌توانند شکل بگیرند. پیش از آن‌که به هم بپیوندند، یکی از آن‌ها به درون سیاه‌چاله کشیده می‌شود و دیگری می‌گریزد. ذراتی که از این طریق می‌گریزند، همان تابش هاوکینگ هستند. با گذر زمان و خروج ذرات بیشتر، سیاه‌چاله به‌تدریج تحلیل می‌رود. این نظریه همچنین با نظریه نسبیت آلبرت اینشتین که می‌گفت سیاه‌چاله‌ها فقط می‌توانند رشد کنند، در تضاد است.

این تیم از مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۳ در مجله Physical Review Letters منتشر کردند، به‌عنوان پایه‌ای برای کشف اخیر خود استفاده نمودند. در آن تحقیق، فالکه و همکارانش نشان دادند که همه اجرامی که میدان گرانشی دارند، باید بتوانند از طریق فرآیندی مشابه تبخیر شوند. علاوه بر این، محاسبات آن‌ها نشان می‌داد که نرخ تبخیر تنها به چگالی جرم بستگی دارد. از همین نقطه، به‌کارگیری مفهوم تابش هاوکینگ برای ستارگان نوترونی و کوتوله‌های سفید در پژوهش جدید کار نسبتاً ساده‌ای بود.

با این‌که این محاسبات جدید، تعداد غیرقابل تصوری از سال‌ها را از عمر جهان کم می‌کند، اما این حقیقت را تغییر نمی‌دهد که انسان‌ها فعلاً نیازی به نگرانی درباره پایان همه‌چیز ندارند. با این حال، این پژوهش دیدگاه تازه‌ای به نظریه جنجالی هاوکینگ ارائه می‌دهد.

والتر فان سویلیکم، استاد ریاضیات در دانشگاه رادبود و یکی از نویسندگان این تحقیق گفته است:

با طرح چنین پرسش‌هایی می‌خواهیم این نظریه را بهتر درک کنیم و شاید روزی بتوانیم راز تابش هاوکینگ را کشف کنیم.

منبع فارسی: روزیاتو