O.S.E.L. - Vesmír tepelně umírá mnohem rychleji, než jsme mysleli
 Vesmír tepelně umírá mnohem rychleji, než jsme mysleli
Trio vědců nizozemské Radboud Universiteit spočítalo, že vypařování Hawkingovým zářením se netýká jen černých děr. Podle nich se tímto způsobem vypařují i jiné objekty s gravitačním polem. Nejdéle by ve vesmíru měli vydržet bílí trpaslíci, kteří se vypaří za 10 na sedmdesátou osmou let. Pak cvrkot ve vesmíru ustane nadobro, pokud platí model rozpínání donekonečna.

Vypařování neutronové hvězdy. Kredit: Daniëlle Futselaar/artsource.nl.
Vypařování neutronové hvězdy. Kredit: Daniëlle Futselaar/artsource.nl.

Je to zvláštní. Délka lidského života je v porovnání s dosavadní existencí našeho vesmíru, alespoň pokud víme, naprosto titěrná. Přesto se intenzivně zajímáme o to, jak a kdy vesmír skončí, což se zřejmě odehraje v tak vzdálené budoucnosti, že je problém ten časový údaj byť jen napsat v plném znění.

 

Heino Falcke. Kredit: Radboud Universiteit.
Heino Falcke. Kredit: Radboud Universiteit.

Osud našeho vesmíru je stále otevřený. Momentálně nejvíc sázíme na scénář, v němž se vesmír bude dál a dál rozpínat, až za nesmírně dlouhou dobu poklidně vydechne naposledy a skoná tepelnou smrtí, protože dojde veškerá dostupná energie. Otázkou je, za jak dlouho to asi bude. Podle dosavadních odhadů měl vesmír tepelně zemřít asi za 101100 let, což je číslo, které má 1100 nul.

 

Expert na černé díry Heino Falcke, kvantový fyzik Michael Wondrak a matematik Walter van Suijlekom, všichni z Radboud Universiteit v nizozemském Nijmegenu, to přepočítali a dospěli k mnohem dřívější tepelnou smrtí vesmíru, už za asi 1078 let.

 

Vypařování různých objektů Hawkingovým zářením. Kredit: Falcke et al. (2025),
Vypařování různých objektů Hawkingovým zářením. Kredit: Falcke et al. (2025), arXiv.

Jak ale šibalsky upozorňuje Falcke, stále je to tak dlouhá doba, že je velkou výzvou lidské představivosti. Vlastně je to odhad doby, za kterou se Hawkingovým zářením vypaří bílí trpaslíci, nejtrvanlivější objekty ve vesmíru, jaké známe.

 

Falcke a spol. totiž již dříve zjistili, že prostřednictvím Hawkingova záření se nevypařují jen černé díry, ale další objekty, jako jsou neutronové hvězdy. Podle nich k tomu není nutný horizont událostí. Když vzali Hawkingovo záření v úvahu, dospěli ke zmíněné době tepelné smrti vesmíru za asi 1078 let.

 

Badatelé spočítali, že proces Hawkingova záření – které je výsledkem kvantových hrátek v sousedství černé díry – je možné, přinejmenším teoreticky aplikovat na další typy objektů s gravitačním polem. Podle nich doba, za jakou se takový objekt vypaří, závisí pouze na jeho hustotě.

##seznam_reklama##

 

Překvapilo je, že se hvězdné černé díry a neutronové hvězdy tímto způsobem vypaří za zhruba stejnou dobu, asi za 1067 let, i když mají černé díry silnější gravitační pole. Podle Wondraka je vtip v tom, že černé díry nemají povrch a absorbují část Hawkingova záření zpět. Pozoruhodné je také je, že když vědci odhadli vypaření Hawkingovým zářením pro Měsíc a lidské tělo, vyšlo jim 1090 let. V tomto případě lze ale s jistotou říct, že všechna lidská těla a měsíce zmizí daleko dřív, kvůli jiným procesům. Jsou to pozoruhodné vyhlídky.

 

Video: How to make the invisible visible | Heino Falcke | TEDxRWTHAachen

 

Video: Hawking Radiation

 

Literatura

Physorg 12. 5. 2025.

arXiv: 2410.14734.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:12.05.2025