科技日报北京5月14日电 (记者刘霞)宇宙的命运与其天体命运息息相关,而其中恒星的最终“寿命”一直是人类探索的重要命题。荷兰拉德堡德大学官网12日发布的一项研究成果,或将改写人们对宇宙恒星“寿命”的认知。该校3位天体物理学家基于霍金辐射,通过精妙计算得出结论称,宇宙中最后一批恒星会在1078年后彻底“衰亡”,较此前估算的101100年大幅缩短。相关论文已发表于最新一期《宇宙学与天体粒子物理学》杂志。
这项研究的理论基础可追溯至20世纪70年代霍金提出的革命性理论。当时这位物理学巨匠挑战传统认知,指出黑洞并非只进不出的“饕餮”,而是会像发热体般释放辐射——这就是著名的“霍金辐射”理论。
2023年,该研究团队曾发表论文揭示:不仅黑洞,中子星等致密天体同样会通过类似霍金辐射的机制逐渐“蒸发”。这一发现引发学界广泛讨论,许多学者追问:这个过程究竟需要多久?
最新研究给出了明确答案。科学家们通过精密计算发现,若仅考虑类霍金辐射效应,白矮星将在1078年后消亡。此前预估因未计入这类辐射,认为白矮星还需101100年才能蒸发完毕。
团队表示,虽然宇宙天体“衰亡”的时间提前了很多,但仍是天文数字,人类无需为此担心。
最新研究还揭示了一个有趣现象:中子星与恒星级黑洞的蒸发时间同为1067年。这个结果令团队始料未及——按理引力更强的黑洞应该蒸发更快。对此,团队解释说,黑洞没有表面,部分辐射会被自身重新吸收,形成“刹车效应”,抑制了霍金辐射过程。而中子星固态表面允许辐射完全逃逸,因此尽管引力稍弱,蒸发“效率”反而更高。
研究团队还计算了其他多种宇宙天体和物质的“衰亡”时间表:在不考虑其他因素的影响下,仅通过类霍金辐射方式蒸发,月球约需要3×1089年,超大质量黑洞要1096年,本星际云要10127年,而超星系团暗物质晕要10135年。
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