Decennia lang hebben natuurkundigen de hypothese aangenomen dat het universum in de vergetelheid zou raken over een tijdspanne die zo groot was dat hij nauwelijks in de notatie paste: ongeveer 10¹¹⁰⁰ jaar. Maar onderzoekers van de Radboud Universiteit in Nederland zeggen nu dat het einde veel eerder komt, na ongeveer 10⁷⁸ jaar, een triljoen jaar, gevolgd door 78 nullen.Hun berekening komt voort uit het opnieuw bekijken van een van de beroemdste ideeën in de moderne natuurkunde: Hawking-straling. In 1975, Stefan Hawking stelde voor dat zwarte gaten in de loop van de tijd langzaam massa verliezen omdat tijdelijke deeltjesparen aan hun randen zich kunnen scheiden, “Het ene deeltje wordt in het zwarte gat gezogen en het andere ontsnapt.” Naarmate er meer deeltjes ontsnappen, verdampt het zwarte gat geleidelijk.Eerdere voorspellingen over de levensduur van het universum gingen ervan uit dat dit proces alleen van toepassing was op zwarte gaten. Maar uit recent onderzoek, gepubliceerd in Physical Review Letters in 2023 en uitgebreid in een nieuw door geaccepteerd onderzoek Journal of Astrodeeltjes Kosmologie en NatuurkundeHeino Falcke, Michael Wondrak en Walter van Suijlekom beweren dat een Hawking-achtig verdampingsmechanisme van toepassing is op alle compacte massieve objecten, inclusief witte dwergen en neutronensterren, de stellaire overblijfselen die achterblijven na de dood van gewone sterren.Witte dwergen ontstaan wanneer sterren zoals onze zon zonder kernbrandstof komen te zitten en uiteenvallen in dichte kernen ter grootte van de aarde. Neutronensterren ontstaan wanneer massieve sterren als supernova exploderen en een object achterlaten dat zo compact is dat de protonen en elektronen ervan zijn samengesmolten tot neutronen. Deze overblijfselen kunnen biljoenen en biljoenen jaren overleven, lang nadat sterrenstelsels vervagen en gewone sterren uitsterven.De belangrijkste bewering van het Radboud-team is dat deze stellaire lijken ook heel langzaam zullen verdampen door een stralingsproces dat alleen afhankelijk is van de dichtheid. Zoals ze in hun vorige artikel stelden: als de ruimtetijd sterk genoeg gekromd is door massa, “zouden alle objecten met een zwaartekrachtveld moeten kunnen verdampen.”Als dit waar is, zullen de laatste objecten in het universum niet in de buurt van 10¹¹⁰⁰ jaar meegaan. In plaats daarvan geeft het berekenen van hoe lang het duurt voordat een neutronenster of een witte dwerg is verdwenen ons een nieuwe bovengrens voor de levensduur van het universum: ongeveer 10⁷⁸ jaar.“Het definitieve einde van het heelal komt dus veel eerder dan verwacht, maar het duurt gelukkig nog lang.” Falcke zei in een verklaring.De studie herformuleert ook het oorspronkelijke inzicht van Hawking. Wat het team anders deed, was zich concentreren op de rol van de kromming van de ruimtetijd rond elk massief object. Hawking’s oorspronkelijke inzicht was van toepassing op gebeurtenishorizons; Radbouds berekeningen suggereren dat een Hawking-achtig mechanisme overal werkt waar de zwaartekracht de ruimte voldoende comprimeert, en dat de snelheid ervan vooral afhangt van de dichtheid. Objecten met een lagere dichtheid verdampen veel langzamer; zeer dichte, veel sneller. Pas deze regel toe op de uiteindelijke populatie van compacte overblijfselen en de verdampingsklok zal eerder eindigen dan eerder werd gedacht.De eerdere overschatting, 10¹¹⁰⁰ jaar, was het gevolg van het negeren van deze mogelijkheid. Zodra witte dwergen en neutronensterren erbij betrokken zijn, loopt de kosmische klok veel eerder af, ook al blijft deze ver buiten elke denkbare menselijke of zelfs galactische tijdschaal.Co-auteur Walter van Suijlekom onderstreept hoe interdisciplinair het werk is. Het project combineert astrofysica, wiskunde en kwantumfysica: “Door dit soort vragen te stellen en extreme gevallen te onderzoeken, willen we de theorie beter begrijpen en misschien zullen we op een dag het mysterie van Hawking-straling ontrafelen.”Zelfs met de herziene schatting verandert er niets in het dagelijks leven of de toekomst van de mensheid. Dit is diepe tijdkosmologie, tijdlijnen die zo enorm zijn dat ze niet langer als tijd aanvoelen. Wat het nieuwe werk werkelijk verandert, is het theoretische raamwerk. Dit suggereert dat Hawking-straling, die nog nooit rechtstreeks is waargenomen, een veel grotere rol speelt in het lot van het universum op de lange termijn dan wetenschappers ooit dachten.De studie betekent niet dat het universum ‘sneller uitsterft’, op welke manier dan ook die we zouden kunnen opmerken. In plaats daarvan vernauwt het de tijdlijn door de laatste momenten van het universum te koppelen aan het langzame vervagen van de laatste neutronensterren en witte dwergen.Het idee is grof maar ook bijna abstract: zodra de laatste stellaire overblijfselen door dit Hawking-achtige proces zijn verdampt, zal er geen lichtgevende materie meer over zijn. En volgens het team van de Radboud gebeurt dit niet over 10¹¹⁰⁰ jaar, maar over 10⁷⁸ jaar, nog zo buiten het menselijk begrip dat het verschil nauwelijks buiten de taal van de kosmologie valt.
