Вселенная после смерти: что будет, когда белые карлики унаследуют мироздание
Тихие властелины космоса
Белым карликам незаслуженно уделяют мало внимания. Да, эти сверхплотные, тусклые ядра умерших звезд малы и неприметны. Но они невероятно экзотичны, и именно такую судьбу уготовила природа солнцеподобным звездам. Через миллиарды лет наше Солнце умрет, оставив после себя раскаленное ядро из углерода и кислорода. И если дать Вселенной достаточно времени — скажем, триллионы лет — все звезды среднего размера завершат свой путь, и белые карлики станут ее полноправными властелинами. Что же будет дальше?
Призраки будущего и прошлого
В нашей современной Вселенной уже не существует многих астрофизических объектов. Первые звезды-гиганты давно погибли, звуковые волны, рябившие в плазме молодого космоса, застыли в виде едва заметных колебаний в распределении галактик. Однако, если мы посмотрим в далекое-далекое будущее, нашу эпоху, полную энергии и ядерного синтеза, будут вспоминать как невероятно бурную и стремительную.
В грядущие триллионы лет именно белые карлики станут главными «обитателями» космоса. В отличие от обычных звезд, они поддерживают себя не за счет термоядерных реакций, а благодаря давлению вырожденного электронного газа — фундаментальному квантовому принципу, который запрещает электронам занимать одно и то же энергетическое состояние. Проще говоря, электроны говорят «нет» гравитационному коллапсу. Когда обычные звезды сжигают свое топливо, они умирают. Белые карлики же просто остаются на месте, медленно остывая, по сути, вечно.
Долгий путь к абсолютному нулю
При рождении температура белых карликов достигает 10 миллионов кельвинов. Но, не имея внутреннего источника энергии, они остывают невероятно медленно. Для примера, самый холодный из известных белых карликов, PSR J2222-0137 B, возрастом около 11 миллиардов лет, все еще раскален до 3000 кельвинов — как спираль лампы накаливания. Это впечатляющий результат для объекта, почти ровесника Вселенной.
Но что же ждет их в конце этого бесконечно долгого остывания?
Они превратятся в черные карлики. Примерно через 10 триллионов лет белый карлик остынет настолько, что перестанет излучать в видимом спектре. Он не достигнет абсолютного нуля (это невозможно), но приблизится к нему. А это значит, что в нашей современной Вселенной черных карликов еще не существует. Космос для этого пока слишком молод. Первый черный карлик появится лишь через промежуток времени, в тысячу раз превышающий нынешний возраст Вселенной.
Финальный аккорд мироздания
Но и это еще не конец истории. Согласно гипотезам, по прошествии невообразимых сроков черные карлики могут... взорваться. Это произойдет в результате процесса, называемого рождением пар в пространственно-временном искривлении.
В квантовом вакууме постоянно рождаются и аннигилируют пары частиц-античастиц. В обычных условиях они исчезают, не успев себя проявить. Но в условиях мощной гравитации, например, в недрах черного карлика, искривление пространства-времени может растащить такую пару, не дав им annihilровать. Частицы улетают в космос, а за сохранение законов физики приходится платить самой звезде: она теряет энергию и массу. Расчеты показывают, что через астрономические 10^78 лет черный карлик может таким образом полностью испариться.
Существует и другой, более драматичный сценарий — пикноядерный распад. В недрах черного карлика ядра атомов расположены так тесно, что чисто благодаря квантовой случайности некоторые из них могут внезапно столкнуться и провести реакцию синтеза. Это очень медленный процесс, но за гигантские промежутки времени он способен подточить основу звезды — давление вырожденного электронного газа.
Есть предел, до которого карлик может сопротивляться коллапсу. Потеряв критическую массу ядер, он мгновенно обрушивается внутрь себя, что приводит к колоссальному термоядерному взрыву — сверхновой. Этот сценарий уготован лишь немногим карликам, находящимся на грани устойчивости. Но для безмолвной и темной Вселенной далекого будущего, давно пережившей смерть последней обычной звезды, каждая такая вспышка станет грандиозным событием — последним искрящимся фейерверком на похоронах мироздания.
Когда же ждать эти взрывы? По самым смелым оценкам, между 10^1,100 и 10^32,000 лет с сегодняшнего дня. Вам определенно не стоит задерживать дыхание в ожидании.
