Cum va sfârşi Universul? Un fizician de la Illinois State University ne spune că în viitorul foarte îndepărtat Universul ar putea sfârşi cu explozii ale piticelor albe (care între timp devin pitice negre) într-un Univers extrem de rece şi neprimitor.

La ora actuală din câte putem observa cu telescoapele noastre vedem că Universul este în expansiune, ba mai mult – expansiunea este accelerată din cauza unei aşa-numite misterioase energii întunecate. Dacă această expansiune va continua Universul se va răci din ce în ce mai mult, temperatura radiaţiei de fond devenind tot mai mică. În multe miliarde de ani, circa 10 la puterea 100, nu se vor mai naşte stele, galaxiile se vor „stinge” şi chiar şi găurile negre se vor evapora prin emisia radiaţiei lui Hawking.

Temperatura Universului va tinde spre zero absolut – adică 0 K – un fel de moarte termică a Universului.

Un fizician teoretician de la Illinois University, Matt Caplan, a încercat să îşi imagineze pe baza fizicii cunoscute la ora actuală ce s-ar putea întâmpla atunci când Universul ar fi compus în mare parte doar din rămăşiţele stelelor care nu s-au transformat în găuri negre, adică din pitice albe. Stelele cu masa precum Soarele sfârşesc prin a deveni pitice albe; cele cu masa de zeci de ori cea a Soarelui lasă în urmă după explozii spectaculoase – supernovele – găuri negre.

Ei bine, susţine Caplan, piticele albe la început devin pitice negre. Adică pe măsură ce trece timpul acestea se răcesc până a avea o temperatură asemănătoare cu Universul înconjurător – nu mai emit nici un fel de radiaţie, devenind pitice negre. În interiorul acestor rămăşiţe de stele pot avea loc procese cuantice, efecte tunel, care să ducă la fuziuni nucleare, cu o rată extrem de mică. În aceste condiţii nuclee de siliciu şi nuclee de nichel pot genera nuclee de fier dar şi pozitroni – adică antiparticulele electronilor (electroni cu sarcina electrică pozitivă). Aceşti pozitroni întâlnind electronii din centrul piticelor negre – electroni care o menţin de fapt stabilă datorită presiunii de degenerare (principiul de excluziune al lui Pauli) – generează anihilări care transformă masa celor două particule în fotoni de energie mare (raze gama). Pe măsură ce trece timpul tot mai mulţi electroni dispar în acest fel şi presiunea de degenerare a electronilor nu se mai poate opune gravitaţiei. Ce se va întâmpla în acel moment? Ei bine, steaua va exploda – în mod asemănător cu ceea ce se întâmplă cu o supernovă la ora actuală.

Când se va întâmpla acest lucru în teoria lui Caplan? Ţineti-vă bine: exploziile vor începe în circa 10 la puterea 1.100 de ani şi vor lua sfârşit după 10 la puterea 32.000 de ani! Practic un timp infinit din punctul nostru de vedere. Ba mai mult – în momentul respectiv datorită expansiunii Universului în jurul oricărei pitice nerge nu se va mai afla nimic vizibil – toate piticele ar fi aşa de departe una de alta că nu ar fi posibit de văzut.

Cam înfricoşător scenariu!

Evident este doar o ipoteză care se bazează pe ceea ce ştim la ora actuală despre Univers. Rămâne faptul că încă nu ştim foarte multe lucruri – de la materia şi energia întunecate, la  eventuala teorie a gravitaţiei cuantice. Universul la un moment dat ar putea să se oprească din expansiune şi să sfârşească în aşa-numitul Big Crunch, adică opusul Big Bangului – în care toată materia s-ar readuna într-un punct.

Este totuşi un scenariu interesant, întrucât realizează o extrapolare la extrem a legilor de bază ale fizicii pe care le cunoaştem la ora actuală – precum mecanica cuantică, fuziunea nucleară şi chiar şi radiaţia lui Hawking.

[Articol scris de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesor la Colegiului Naţional „Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe]