Η πιο διάσημη θεωρία του Στίβεν Χόκινγκ για τις μαύρες τρύπες μόλις έλαβε μια απαίσια ενημέρωση – μια που διακηρύσσει ότι τα πάντα στο σύμπαν είναι καταδικασμένα να εξατμιστούν.
Το 1974, ο Hawking πρότεινε ότι οι μαύρες τρύπες τελικά εξατμίζονται χάνοντας αυτό που τώρα είναι γνωστό ως ακτινοβολία Hawking – μια σταδιακή αποστράγγιση ενέργειας με τη μορφή σωματιδίων φωτός που ξεπηδούν γύρω από τα εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία των μαύρων τρυπών. Τώρα, μια νέα ενημέρωση στη θεωρία έχει προτείνει ότι η ακτινοβολία Hawking δεν δημιουργείται μόνο με την κλοπή ενέργειας από τις μαύρες τρύπες, αλλά από όλα τα αντικείμενα με αρκετή μάζα.
Εάν η θεωρία είναι αληθινή, σημαίνει ότι τα πάντα στο σύμπαν θα εξαφανιστούν τελικά, η ενέργειά του σιγά-σιγά αιμορραγεί από αυτό με τη μορφή φωτός.
«Αυτό σημαίνει ότι αντικείμενα χωρίς ορίζοντα γεγονότων [το βαρυτικό σημείο χωρίς επιστροφή πέρα από το οποίο τίποτα, ούτε καν το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει από μια μαύρη τρύπα], όπως τα υπολείμματα νεκρών αστεριών και άλλα μεγάλα αντικείμενα στο σύμπαν, έχουν επίσης αυτό το είδος της ακτινοβολίας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Heino Falcke, καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Radboud στην Ολλανδία, σε μια δήλωση. “Και, μετά από μια πολύ μεγάλη περίοδο, αυτό θα οδηγήσει στο να εξατμιστούν τελικά τα πάντα στο σύμπαν, ακριβώς όπως οι μαύρες τρύπες. Αυτό αλλάζει όχι μόνο την κατανόησή μας για την ακτινοβολία Hawking αλλά και την άποψή μας για το σύμπαν και το μέλλον του.”
Τέρατα του χωροχρόνου
Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία πεδίου, δεν υπάρχει κενό κενό. Αντίθετα, το διάστημα βρίθει από μικροσκοπικές δονήσεις που, αν εμποτιστούν με αρκετή ενέργεια, εκρήγνυνται τυχαία σε εικονικά σωματίδια, παράγοντας πολύ χαμηλής ενέργειας πακέτα φωτός ή φωτόνια.
Σε ένα έγγραφο-ορόσημο που δημοσιεύτηκε το 1974, ο Χόκινγκ πρόβλεψε περίφημα ότι η ακραία βαρυτική δύναμη που αισθάνονταν στα στόμια των μαύρων οπών – οι ορίζοντες γεγονότων τους – θα συγκαλούσε φωτόνια σε ύπαρξη με αυτόν τον τρόπο. Η βαρύτητα, σύμφωνα με τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, παραμορφώνει τον χωροχρόνο, έτσι ώστε τα κβαντικά πεδία να παραμορφώνονται περισσότερο όσο πλησιάζουν στην τεράστια βαρυτική έλξη της μοναδικότητας μιας μαύρης τρύπας.
Λόγω της αβεβαιότητας και της παραξενιάς της κβαντικής μηχανικής, ο Χόκινγκ είπε ότι αυτή η παραμόρφωση δημιουργεί άνισους θύλακες διαφορετικού κινούμενου χρόνου και επακόλουθες αιχμές ενέργειας σε όλο το πεδίο. Αυτές οι ενεργειακές αναντιστοιχίες κάνουν τα φωτόνια να εμφανίζονται στον παραμορφωμένο χώρο γύρω από τις μαύρες τρύπες, αποσπώντας ενέργεια από το πεδίο της μαύρης τρύπας, ώστε να μπορούν να εκραγούν. Εάν στη συνέχεια τα σωματίδια ξεφύγουν από τη μαύρη τρύπα, αυτή η ενεργειακή κλοπή οδήγησε τον Χόκινγκ στο συμπέρασμα ότι – σε ένα τεράστιο χρονικό διάστημα πολύ μεγαλύτερο από την τρέχουσα ηλικία του σύμπαντος – οι μαύρες τρύπες θα έχανε τελικά όλη την ενέργειά τους και θα εξαφανίζονταν εντελώς.
Αλλά αν ένα βαρυτικό πεδίο είναι το μόνο που χρειάζεται για την παραγωγή κβαντικών διακυμάνσεων και φωτονίων, τι εμποδίζει κάθε αντικείμενο με μάζα που στρεβλώνει το χωροχρόνο να δημιουργήσει ακτινοβολία Hawking; Η ακτινοβολία Hawking χρειάζεται την ειδική κατάσταση του ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας ή μπορεί να παραχθεί οπουδήποτε στο διάστημα; Για να διερευνήσουν αυτά τα ερωτήματα, οι συγγραφείς της νέας μελέτης ανέλυσαν την ακτινοβολία Hawking μέσω του φακού μιας μακροπρόθεσμης προβλεπόμενης διαδικασίας που ονομάζεται φαινόμενο Schwinger, στην οποία η ύλη μπορεί θεωρητικά να δημιουργηθεί από τις ισχυρές παραμορφώσεις που προκαλούνται από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.
