Decennia lang gingen natuurkundigen ervan uit dat het universum in duisternis zou verdwijnen over een tijdschaal die zo groot is dat hij nauwelijks in de notatie past: ongeveer 10¹¹⁰⁰ jaar. Maar onderzoekers van de Radboud Universiteit in Nederland zeggen nu dat het einde veel eerder komt, na ongeveer 10⁷⁸ jaar, één quinvigintillion jaar, een één gevolgd door 78 nullen.Hun berekening komt voort uit het opnieuw bekijken van een van de beroemdste ideeën in de moderne natuurkunde: Hawking-straling. In 1975, Stefan Hawking stelde voor dat zwarte gaten in de loop van de tijd langzaam massa verliezen omdat tijdelijke deeltjesparen aan hun randen zich kunnen scheiden, “Het ene deeltje wordt teruggezogen in het zwarte gat en het andere ontsnapt.” Naarmate er meer deeltjes ontsnappen, verdampt het zwarte gat geleidelijk.Eerdere voorspellingen over de levensduur van het universum gingen ervan uit dat dit proces alleen van toepassing was op zwarte gaten. Maar uit recent onderzoek, gepubliceerd in Physical Review Letters in 2023 en uitgebreid in een nieuwe studie die werd geaccepteerd door de Journal of Cosmology en AstrodeeltjesfysicaHeino Falcke, Michael Wondrak en Walter van Suijlekom beweren dat een Hawking-achtig verdampingsmechanisme van toepassing is op alle compacte massieve objecten, inclusief witte dwergen en neutronensterren, de stellaire overblijfselen die achterblijven nadat gewone sterren sterven.Witte dwergen ontstaan wanneer sterren zoals onze zon zonder kernbrandstof komen te zitten en uiteenvallen in dichte kernen ter grootte van de aarde. Neutronensterren ontstaan wanneer massieve sterren als supernova exploderen en een object achterlaten dat zo compact is dat de protonen en elektronen ervan zijn samengesmolten tot neutronen. Deze overblijfselen kunnen biljoenen en biljoenen jaren overleven, lang nadat sterrenstelsels vervagen en gewone sterren uitbranden.De belangrijkste claim van het Radboudteam is dat deze stellaire lijken ook extreem langzaam zullen verdampen door een stralingsproces dat alleen afhankelijk is van de dichtheid. Zoals ze in hun eerdere artikel stelden: als de ruimtetijd sterk genoeg gekromd is door massa, “zouden alle objecten met een zwaartekrachtveld moeten kunnen verdampen.”Als dat waar is, zullen de uiteindelijke objecten in het universum niet langer dan 10¹¹⁰⁰ jaar meegaan. In plaats daarvan geeft het berekenen van hoe lang het duurt voordat een neutronenster of witte dwerg is verdwenen een nieuwe bovengrens voor de levensduur van het universum: ongeveer 10⁷⁸ jaar.‘Het uiteindelijke einde van het heelal komt dus veel eerder dan verwacht, maar het duurt gelukkig nog heel lang’ Falcke zei in een stelling.De studie herformuleert ook het oorspronkelijke inzicht van Hawking. Wat het team anders deed, was zich concentreren op de rol van de ruimtetijdkromming rond elk massief object. Hawking’s oorspronkelijke inzicht was van toepassing op gebeurtenishorizons; de Radboud-berekeningen suggereren dat een Hawking-achtig mechanisme werkt waar de zwaartekracht de ruimte voldoende comprimeert, en dat de snelheid ervan voornamelijk afhangt van de dichtheid. Objecten met een lagere dichtheid verdampen veel langzamer; zeer dichte, veel sneller. Pas die regel toe op de uiteindelijke populatie van compacte overblijfselen en de verdampingsklok loopt eerder af dan eerder werd gedacht.De eerdere overschatting, 10¹¹⁰⁰ jaar, kwam voort uit het negeren van deze mogelijkheid. Zodra witte dwergen en neutronensterren erbij betrokken zijn, loopt de kosmische klok veel eerder af, ook al blijft deze ver buiten elke denkbare menselijke of zelfs galactische tijdschaal.Co-author Walter van Suijlekom benadrukt hoe interdisciplinair het werk is. Het project combineert astrofysica, wiskunde en kwantumfysica: “Door dit soort vragen te stellen en naar extreme gevallen te kijken, willen we de theorie beter begrijpen, en misschien zullen we op een dag het mysterie van Hawking-straling ontrafelen.”Zelfs met de herziene schatting verandert er niets aan het dagelijks leven of de toekomst van de mensheid. Dit is diepe tijdkosmologie, tijdlijnen die zo groot zijn dat ze helemaal niet meer als tijd aanvoelen. Wat het nieuwe werk werkelijk verandert, is het theoretische beeld. Het suggereert dat Hawking-straling, die nog nooit rechtstreeks is waargenomen, een veel grotere rol speelt in het lot van het universum op de lange termijn dan wetenschappers ooit dachten.De studie betekent niet dat het universum “sneller uitsterft”, op welke manier dan ook. In plaats daarvan wordt de tijdlijn strakker gemaakt door de laatste momenten van het universum te koppelen aan het langzame uitsterven van de laatste neutronensterren en witte dwergen.Het idee is grimmig maar ook bijna abstract: zodra die laatste stellaire overblijfselen verdampen door dit Hawking-achtige proces, zal er geen lichtgevende materie meer over zijn. En dat gebeurt volgens het Radboudteam niet over 10¹¹⁰⁰ jaar, maar over 10⁷⁸ jaar, nog zo ver buiten het menselijke bevattingsvermogen dat het verschil nauwelijks buiten de taal van de kosmologie valt.
