中子星通过类似霍金的辐射缓慢“蒸发”的艺术印象。

如果黑洞不是唯一慢慢从存在中消失的事物呢？科学家们现在已经表明，所有致密的宇宙天体——从中子星到白矮星——最终都可能通过霍金式辐射蒸发。

更令人震惊的是，宇宙的终结可能比预期的要早得多，“只有”10⁷⁸ 年后，而不是曾经预测的不可能的 10¹¹⁰⁰ 年。这项有趣而严肃的研究雄心勃勃地融合了天体物理学、量子理论和数学，还计算了月球甚至人类的最终命运。

黑洞并不孤单

荷兰拉德堡德大学的一组科学家将他们的大胆理论向前迈进了一步。黑洞专家 Heino Falcke、量子物理学家 Michael Wondrak 和数学家 Walter van Suijlekom 此前曾提出，不仅黑洞，而且中子星等其他致密宇宙天体也可以通过类似于霍金辐射的过程缓慢“蒸发”。

他们早期的论文引起了整个科学界及其他领域的关注。一个问题不断出现：这种缓慢的宇宙衰落实际上需要多长时间？在他们最新的研究中，他们进行了数学计算。

宇宙的终极截止日期

该团队发现，宇宙的最终“终结”可能在大约 10^{到 78} 年内到来——一个 1 后跟 78 个 0——仅基于这种类似霍金的辐射。那是宇宙中最顽固的恒星白矮星完全衰变所需的时间。相比之下，早期的估计（忽略了这个蒸发过程）延伸到令人难以置信的 10¹¹⁰⁰ 年。

主要作者 Heino Falcke：“所以宇宙的最终结局比预期的要早得多，但幸运的是，它仍然需要很长时间。

这个想法的核心是对斯蒂芬霍金 1975 年理论的迷人转折。霍金提出，黑洞并不完全是黑色的——由于事件视界附近的量子效应，它们可以发出微弱的辐射。微小的粒子对可以在黑洞边缘附近短暂出现。一个掉进去，另一个逃脱。那个逃逸的粒子慢慢地剥夺了黑洞的质量。

这个过程被称为霍金辐射，这意味着即使是黑洞也会收缩并最终消失。这是一个革命性的想法，它挑战了爱因斯坦关于黑洞只能增长的观点。现在，随着计算的更新和更广泛的范围，这项研究表明，所有事物最终都可能一个粒子一个粒子地消失。

Density Over Gravity

研究人员计算出，霍金辐射的过程理论上也适用于其他具有引力场的物体。计算进一步表明，物体的“蒸发时间”仅取决于其密度。

令研究人员惊讶的是，中子星和恒星黑洞的衰变时间相同：10⁶⁷ 年。这是出乎意料的，因为黑洞具有更强的引力场，这应该会导致它们更快地“蒸发”。“但是黑洞没有表面，”合著者兼博士后研究员迈克尔·旺德拉克 （Michael Wondrak） 说，“它们会重新吸收自身的一些辐射，从而抑制这个过程。

月亮和人类的最终命运

因为研究人员无论如何都在研究这个问题，他们还计算了月球和人类通过类似霍金的辐射蒸发需要多长时间。那是 10^{个 90} 年（1 和 90 个 0）。当然，研究人员巧妙地指出，还有其他过程可能会导致人类和月球消失的速度比计算的要快。

合著者、拉德堡德大学数学教授 Walter van Suijlekom 补充说，这项研究是不同学科之间令人兴奋的合作，将天体物理学、量子物理学和数学相结合会带来新的见解。“通过提出这类问题和研究极端情况，我们希望更好地理解这个理论，也许有一天，我们会解开霍金辐射的神秘面纱。”