L’universo decade più velocemente di quanto si pensasse, ma impiega ancora molto tempo

L’universo sta decadendo molto più velocemente di quanto si pensasse. Lo dimostrano i calcoli di tre scienziati olandesi sulla cosiddetta radiazione di Hawking. Calcolano che gli ultimi resti stellari impiegano circa 10^78 anni (un 1 con 78 zeri) per perire. Questo è molto più breve dei 10^1100 anni precedentemente postulati (un 1 con 1100 zeri). 

La ricerca dell’esperto di buchi neri Heino Falcke, del fisico quantistico Michael Wondrak e del matematico Walter van Suijlekom (tutti della Radboud University, Nijmegen, Paesi Bassi) è il seguito di un articolo del 2023 dello stesso trio.

In quell’articolo, hanno dimostrato che non solo i buchi neri, ma anche altri oggetti come le stelle di neutroni possono “evaporare” attraverso un processo simile alla radiazione di Hawking.

Dopo quella pubblicazione, i ricercatori hanno ricevuto molte domande dall’interno e dall’esterno della comunità scientifica su quanto tempo avrebbe richiesto il processo. Ora hanno risposto a questa domanda nel nuovo articolo.

I ricercatori hanno calcolato che la fine dell’universo è a circa 10^78 anni di distanza (un 1 con 78 zeri), se si tiene conto solo della radiazione simile a quella di Hawking.

Questo è il tempo necessario alle nane bianche, i corpi celesti più persistenti, a decadere attraverso una radiazione simile a quella di Hawking.

Studi precedenti, che non hanno tenuto conto di questo effetto, hanno posto la vita delle nane bianche a 10^1100 anni (un 1 con 1100 zeri). L’autore principale Heino Falcke: “Quindi la fine definitiva dell’universo arriva molto prima del previsto, ma fortunatamente ci vuole ancora molto tempo”.

I ricercatori hanno fatto i calcoli con serietà mortale e strizzando l’occhio. La base è una reinterpretazione della radiazione di Hawking.

Nel 1975, il fisico Stephen Hawking postulò che, contrariamente alla teoria della relatività, le particelle e le radiazioni potrebbero sfuggire da un buco nero.

Ai margini di un buco nero, possono formarsi due particelle temporanee e, prima che si fondano, una particella viene risucchiata nel buco nero e l’altra particella sfugge.

Una delle conseguenze di questa cosiddetta radiazione di Hawking è che un buco nero decade molto lentamente in particelle e radiazioni. Questo contraddice la teoria della relatività di Albert Einstein, che afferma che i buchi neri possono solo crescere.

I ricercatori hanno calcolato che il processo di radiazione di Hawking si applica teoricamente anche ad altri oggetti con un campo gravitazionale.

I calcoli hanno inoltre dimostrato che il “tempo di evaporazione” di un oggetto dipende solo dalla sua densità.

Con sorpresa dei ricercatori, le stelle di neutroni e i buchi neri stellari impiegano lo stesso tempo per decadere: 10^67 anni.

Questo è stato inaspettato perché i buchi neri hanno un campo gravitazionale più forte, che dovrebbe farli “evaporare” più velocemente. “

Ma i buchi neri non hanno superficie”, dice il co-autore e ricercatore post-dottorato Michael Wondrak, “Riassorbono parte della loro stessa radiazione che inibisce il processo”.

I ricercatori hanno anche calcolato quanto tempo impiegano la Luna e un essere umano ad evaporare tramite radiazioni simili a quelle di Hawking.

Sono 10^90 anni (un 1 con 90 zeri). Naturalmente, osservano sottilmente i ricercatori, ci sono altri processi che possono causare la scomparsa degli esseri umani e della luna più velocemente di quanto calcolato.

Il co-autore Walter van Suijlekom, professore di matematica alla Radboud University, aggiunge che la ricerca è un’entusiasmante collaborazione di diverse discipline e che la combinazione di astrofisica, fisica quantistica e matematica porta a nuove intuizioni.

“Ponendoci questo tipo di domande e osservando casi estremi, vogliamo capire meglio la teoria e forse un giorno sveleremo il mistero della radiazione di Hawking”.

Immagine: Daniëlle Futselaar/artsource.nl

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