Mikään ei kestä ikuisesti, eivät edes mustat aukot. Stephen Hawkingin mukaan mustat aukot haihtuvat pitkiä aikoja. Mutta miten tämä tarkalleen ottaen tapahtuu?
Näyttelijä Stephen Hawking tunnetaan parhaiten cameo-esiintymisistään Futuramassa ja Star Trekissä. Saatat yllättyä kuullessani, että hän on myös teoreettinen astrofyysikko. Onko jotain mitä mies ei voi tehdä?
Yksi hänen kiehtovimmista teorioista, jonka hän keksi, on, että mustat aukot, universumin swiffer, voivat itse asiassa haihtua pitkiä aikoja.
Kvanttiteoria ehdottaa, että virtuaalisia hiukkasia ponnahtaa sisään ja ulos olemassaolosta koko ajan. Kun näin tapahtuu, hiukkanen ja sen antihiukkanen ilmestyvät, ja sitten ne yhdistyvät ja katoavat uudelleen.
Kun tämä tapahtuu lähellä tapahtumahorisonttia, voi tapahtua outoja asioita. Sen sijaan, että kaksi hiukkasta olisivat olemassa hetken ja tuhoavat toisensa, toinen hiukkanen voi pudota mustaan aukkoon ja toinen hiukkanen lentää avaruuteen. Teorian mukaan pitkien ajanjaksojen aikana tämä karkaavien hiukkasten tihku saa mustan aukon haihtumaan.
Odota, jos nämä virtuaalihiukkaset putoavat mustaan aukkoon, eikö sen pitäisi kasvaa massiivisemmaksi? Miten se saa sen haihtumaan? Jos lisään kiviä kivikasaan, eikö kivipinoni vain kasva?
Se jää perspektiiviin. Mustan aukon tapahtumahorisonttia tarkkailevalta ulkopuolelta näyttää siltä, että mustasta aukosta tulisi säteilyn hehku. Jos tämä olisi kaikki mitä tapahtui, se rikkoisi termodynamiikan lakia, koska energiaa ei voida luoda eikä tuhota. Koska musta aukko säteilee nyt energiaa, sen on täytynyt luovuttaa vähän massastaan tarjotakseen sitä.
Kokeillaanpa toista tapaa ajatella tätä. Mustalla aukolla on lämpötila. Mitä massiivisempi se on, sitä alhaisempi sen lämpötila, vaikka se ei silti ole nolla.
Tästä hetkestä ja pitkälle tulevaisuuteen asti suurimpien mustien aukkojen lämpötila on kylmempää kuin itse maailmankaikkeuden taustalämpötila. Kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn valo putoaa sisään ja lisää sen massaa.
Näkyvässä valossa katsottuna Markarian 739 muistuttaa hymyileviä kasvoja. Sisällä on kaksi supermassiivista mustaa aukkoa, joita erottaa noin 11 000 valovuotta. Galaksi on 425 miljoonan valovuoden päässä Maasta. Luotto: Sloan Digital Sky Survey
Siirry nyt eteenpäin siihen hetkeen, jolloin universumin taustalämpötila laskee viileimpienkin mustien aukkojen alapuolelle. Sitten ne säteilevät hitaasti pois lämpöä, jonka on tultava mustasta aukosta, joka muuttaa massansa energiaksi.
Tämä tapahtuu massasta riippuen. Tähtimassaisten mustien aukkojen haihtuminen kokonaan voi kestää 10^67 vuotta.
Suuret, supermassiiviset galaksien ytimissä olevat galaksit ovat 10^100. Se on yksi, jota seuraa 100 nolla vuotta. Se on valtava luku, mutta aivan kuten mikä tahansa jättimäinen ja rajallinen luku, se on silti pienempi kuin ääretön. Joten käsittämättömän ajan kuluessa jopa universumin pisimpään elävät esineet – mahtavat mustat aukkomme – haalistuvat energiaksi.
Viimeinen asia, Large Hadron Collider saattaa pystyä luomaan mikroskooppisia mustia aukkoja, jotka kestäisivät sekunnin murto-osan ja häviäisivät Hawkingin säteilypurkauksessa. Jos he löytävät ne, Hawking saattaa haluta jäädä näyttelemiseen ja keskittyä fysiikkaan.
LHC. Kuvan luotto: CERN
Mikään ei ole ikuista, eivät edes mustat aukot. Olemme melko varmoja, että ne haihtuvat tyhjiksi pisimmällä aikavälillä. Ainoa tapa saada selville on istua alas ja katsoa, ehkä se ei ole ainoa tapa.
Täyttääkö ajatus näiden taivaallisten painajaisten haihtumisesta sinut eksistentiaalista surua? Voit vapaasti jakaa ajatuksesi muiden kanssa alla olevissa kommenteissa.
Kiitos katsomisesta! Älä koskaan missaa jaksoa napsauttamalla Tilaa.
Patreon-yhteisömme on syynä näihin esityksiin. Haluamme kiittää Dana Nouriea ja muita jäseniä, jotka tukevat meitä upean avaruus- ja tähtitieteellisen sisällön luomisessa. Jäsenet pääsevät ennakkoon Jayn, minun ja muun joukkueen kanssa jaksoihin, lisätoimintoihin, kilpailuihin ja muihin huhuihin. Haluatko mukaan toimintaan? Klikkaa tästä.
Podcast (ääni): ladata (Kesto: 3:52 – 3,5 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
Podcast (video): ladata (Kesto: 4:15 – 49,5 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS