Het hele heelal zal verdampen, maar dat zal lang duren

Ruimte

Redactieteam van de website voor technologische innovatie - 13-05-2025

Illustratie van de noodlottige bestemming van alles in het heelal: de uiteindelijke verdamping. [Afbeelding: Daniëlle Futselaar/artsource.nl]

Hawking-straling

Ja, we wisten al dat het hele heelal zal verdampen . Deze ontdekking werd in 2023 gedaan door drie onderzoekers van de Radboud Universiteit in Nederland.

Het nieuws is dat het veel sneller zal verdampen dan we dachten, al is "snel" niet echt de juiste term voor iets dat zo lang zal duren.

Het begon allemaal met Stephen Hawking, die zich realiseerde dat als een deeltje-antideeltjepaar ontstaat in de buurt van de gebeurtenissenhorizon van een zwart gat, het enorme zwaartekrachtveld het paar uit elkaar kan scheuren. Hierdoor valt één van de twee in het zwarte gat terwijl het andere ontsnapt. Er komen voortdurend deeltjes en antideeltjes uit het kwantumvacuüm .

Dit is de beroemde verdamping van zwarte gaten , die een einde maakte aan het eerdere idee dat niets aan deze wereldverslindende monsters kon ontsnappen. Ja, dit spreekt de relativiteitstheorie van Albert Einstein tegen, die stelt dat zwarte gaten alleen maar kunnen groeien. Het ontsnappende materiaal staat bekend als Hawkingstraling , een soort " zwart gat"-gloed .

Ongeveer twee jaar geleden ontdekten Heino Falcke, Michael Wondrak en Walter van Suijlekom twee belangrijke dingen. Ten eerste kunnen nieuwe deeltjes ook ver voorbij de waarnemingshorizon ontstaan. En dit leidde tot het tweede inzicht: Hawkingstraling is niet alleen van toepassing op zwarte gaten, maar op vrijwel alles in het heelal , van sterren tot het menselijk lichaam. Met andere woorden: het hele universum, als al het andere constant blijft, zal verdampen of vervallen, zoals natuurkundigen het noemen.

Destijds berekende het trio dat het vervalproces van het heelal 10 ^{tot 1.100} jaar zou duren. Nu hebben ze een aantal details in die berekeningen aangepast en komen ze uit op een veel lager getal, namelijk zo'n ¹⁰⁷⁸ jaar.

Schematische weergave van het mechanisme van de productie van zwaartekrachtdeeltjes in een Schwarzschild-ruimtetijd. [Afbeelding: Michael F. Wondrak et al. - 10.48550/arXiv.2305.18521]

Verdamping van het heelal

Nadat ze hun oorspronkelijke theorie hadden gepubliceerd, kregen de onderzoekers veel vragen van zowel binnen als buiten de wetenschappelijke gemeenschap, met name over hoe lang het proces zou duren. Het nieuwe artikel dat nu is gepubliceerd, probeert vooral antwoord te geven op deze vraag.

Het is enigszins verrassend dat neutronensterren en stellaire zwarte gaten even lang vervallen: ¹⁰⁶⁷ jaar. Dit is onverwacht, omdat zwarte gaten een sterker zwaartekrachtveld hebben, waardoor ze sneller verdampen. "Maar zwarte gaten hebben geen oppervlak", aldus Michael Wondrak. "Ze absorberen een deel van hun eigen straling, waardoor het proces wordt geremd."

Ze berekenden ook hoe lang het duurt voordat de maan en een mens verdampen door Hawking-achtige straling. Het duurt ¹⁰⁹⁰ jaar, een periode die in de praktijk niet uitmaakt. Er zijn namelijk andere processen die ervoor zorgen dat de mens, de maan en zelfs de aarde sneller verdwijnen.

Uiteindelijk wordt geschat dat het einde van het heelal over ongeveer ¹⁰⁷⁸ jaar zal plaatsvinden, als we alleen de Hawkingstraling meerekenen. Dit is de tijd die witte dwergsterren, de meest hardnekkige hemellichamen, nodig hebben om te vervallen door Hawkingstraling.

"Door dit soort vragen te stellen en naar extreme gevallen te kijken, willen we de theorie beter begrijpen en misschien kunnen we op een dag het mysterie van de Hawkingstraling ontrafelen", aldus professor Walter van Suijlekom.

Ander nieuws over:

Meer onderwerpen