Koniec Wszechświata jest rzeczą tak odległą, że astrofizycy są zmuszeni teoretyzować w oparciu o wiedzę na temat obiektów kosmicznych, które istnieją dziś. Niektóre z ciał niebieskich wypełniających Wszechświat przyszłości dziś nawet nie istnieją. Bardzo interesującą teorię na temat końca Wszechświata opisał właśnie Matt Caplan z Illinois State University w USA.
Czarne karły, czyli mroczne zwłoki gwiazd
Zdaniem Caplana, ostatnimi obiektami istniejącymi we Wszechświecie będą czarne karły. To wciąż hipotetyczne pozostałości po gwiazdach zdegenerowanych, które nie mogą już emitować promieniowania elektromagnetycznego, a więc zwyczajnie nie świecą.
Obecnie czarne karły jeszcze nie istnieją, bo zdaniem badaczy ich powstanie jest procesem niezwykle długotrwałym. Obiekty te to ostatni etap ewolucji gwiazd, które wychodząc z ciągu głównego, przeobrażają się w czerwone olbrzymy, które w wyniku kolapsu grawitacyjnego zapadają się do białych karłów. Niewielkich, ale stosunkowo masywnych gwiazd z niezwykle gęstej materii zdegenerowanej. Mówi się, że łyżeczka do herbaty wypełniona taką materią ważyłaby na Ziemi ponad miliard ton.
Młode białe karły wciąż mają sporo energii, które wypromieniowują pod postacią ciepła i światła. Gdy jej zabraknie, "zamarzną" i staną się ciemnymi pozostałościami po gwiazdach - czarnymi karłami. Problem w tym, że proces taki jest tak długotrwały (prawdopodobnie może trwać wiele bilionów lat), że jak na razie żadnej czarny karzeł jeszcze nie powstał (wiek Wszechświata szacuje się na 13,82 miliarda lat).
Nie wszystkie czarne karły eksplodują
Naukowcy podejrzewają, że w momencie, gdy powstaną pierwsze czarne karły, Wszechświat będzie miejscem niezwykle ciemnym i zimnym. Brak emisji promieniowania nie oznacza jednak, że we wnętrzu czarnych karłów nie mogą zachodzić fuzje jądrowe. Jak tłumaczy Caplan, reakcje mogą zachodzić wskutek tunelowania kwantowego i to przy temperaturze bliskiej zera absolutnego.
Tempo tych reakcji jest oczywiście niezwykle powolne. Końcowym wynikiem tego procesu jest natomiast zamiana wszystkich pierwiastków w żelazo. Zdaniem Caplana czarny karzeł eksploduje wtedy jako supernowa, rozrzucając swoją materię po Wszechświecie.
Badacz pokusił się nawet o wyliczenie, kiedy mógłby nastąpić wybuch pierwszego czarnego karła. Z jego obliczeń wynika, że nastąpi to za 10 do potęgi 1100 lat. To liczba składająca się z jedynki i 1100 zer. Zapisując w ten sposób obecny wiek Wszechświata, otrzymujemy liczbę 13 820 000 000.
Ta liczba to jakby bilion zapisany prawie sto razy. Gdybyś ją zapisał, zajęłaby większą część strony. To niebywale odległa przyszłość.
- tłumaczy Caplan na łamach czasopisma naukowego "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".
Oczywiście nie wszystkie czarne karły eksplodują. Tylko te najbardziej masywne czarne karły o masie od 1,2 do 1,4 masy Słońca wybuchną
- dodaje.
Caplan wyjaśnia, że do zainicjowania supernowej konieczna jest duża masa. Zdaniem badacza ok. jednego proc. istniejących dziś gwiazd może w przyszłości eksplodować już po przemianie w czarnego karła. Czarne karły o masie Słońca lub mniejszej przetworzą w wyniku całą materię w żelazo, jednak nie wybuchną. Już na zawsze zostaną takimi pozostałościami po gwieździe.
Eksplozja czarnego karła będzie ostatnim wydarzeniem we Wszechświecie
W czasie, gdy czarne karły będą wybuchać, Wszechświat będzie zupełnie ciemny i zimny. Poza czarnymi karłami nie zostanie już nic, bo wcześniej galaktyki się rozproszą, a czarne dziury wyparują (w wyniku promieniowania Hawkinga) - wylicza Caplan.
Poza tym proces rozszerzania się Wszechświata sprawi, że pojedyncze czarne karły będą niezwykle daleko od siebie. Jeśli hipotetycznie założymy, że znajdziemy się na jednym z nich, nie mielibyśmy szansy dojrzeć eksplozji pozostałych.
Zdaniem Caplana ostatnim wydarzeniem we Wszechświecie będzie eksplozja ostatniego istniejącego czarnego karła. Ma to wydarzyć się za ok. 10 do potęgi 32000 lat. Potem Wszechświat zamilknie już na zawsze.
