“Egy kicsit szomorú, magányos, hideg hely lesz” – mondta Matt Caplan elméleti fizikus, aki hozzátette, hogy senki sem lesz ott, hogy tanúja legyen a távoli, távoli jövőben bekövetkező hosszú búcsúnak. A legtöbben úgy vélik, hogy minden sötét lesz, ahogy a világegyetem véget ér. “Ezt nevezik “hőhalálnak”, ahol az univerzum nagyrészt fekete lyukakból és kiégett csillagokból fog állni” – mondta Caplan, aki egy kicsit más képet képzelt el, amikor kiszámolta, hogyan változhat néhány ilyen halott csillag az eonok során.
A sötétséget néma tűzijátékok szakíthatják meg – olyan csillagok maradványainak robbanásai, amelyeknek soha nem kellett volna felrobbanniuk. Caplan, az Illinois Állami Egyetem fizika adjunktusának új elméleti munkája szerint sok fehér törpe robbanhat fel szupernóvában a távoli, távoli jövőben, jóval azután, hogy az univerzumban minden más elpusztult és elcsendesedett.
A jelenlegi univerzumban a hatalmas csillagok drámai halála szupernóva-robbanásokban akkor következik be, amikor a belső nukleáris reakciók vasat termelnek a magban. A vasat a csillagok nem tudják elégetni — méregként halmozódik fel, ami kiváltja a csillag összeomlását, szupernóvát hozva létre. A kisebb csillagok azonban általában kicsit méltóságteljesebben halnak meg, összezsugorodnak és életük végén fehér törpékké válnak.
“A Nap tömegének körülbelül tízszeresénél kisebb tömegű csillagok nem rendelkeznek olyan gravitációval vagy sűrűséggel, hogy a magjukban úgy termeljenek vasat, mint a nagy tömegű csillagok, ezért most nem tudnak szupernóvában felrobbanni” – mondta Caplan. “Ahogy a fehér törpék lehűlnek a következő néhány trillió év során, egyre halványabbak lesznek, végül megfagynak, és “fekete törpe” csillagokká válnak, amelyek többé nem ragyognak.” A mai fehér törpékhez hasonlóan főleg könnyű elemekből, például szénből és oxigénből állnak majd, és akkorák lesznek, mint a Föld, de körülbelül akkora tömeget tartalmaznak, mint a Nap, a belsejük pedig több milliószor nagyobb sűrűségűre lesz összepréselve, mint bármi más a Földön.
De csak azért, mert kihűltek, még nem jelenti azt, hogy a nukleáris reakciók leállnak. “A csillagok a termonukleáris fúzió miatt ragyognak – elég forróak ahhoz, hogy a kis atommagokat nagyobb atommagokká zúzzák össze, ami energiát szabadít fel. A fehér törpék hamu, kiégtek, de a fúziós reakciók a kvantumalagút miatt még mindig lejátszódhatnak, csak sokkal lassabban – mondta Caplan. “A fúzió megtörténik, még nulla hőmérsékleten is, csak nagyon sokáig tart”. Megjegyezte, hogy ez a kulcsa annak, hogy a fekete törpék vassá váljanak és szupernóvát váltsanak ki.”
Caplan új munkája, amelyet a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society elfogadott publikálásra, kiszámítja, mennyi időbe telik, amíg ezek a nukleáris reakciók vasat termelnek, és mennyi vasra van szüksége a különböző méretű fekete törpéknek a robbanáshoz. Elméleti robbanásait “fekete törpe szupernóvának” nevezi, és számításai szerint az első ilyen robbanás körülbelül 10-1100 év múlva következik be. “Években kifejezve ez olyan, mintha majdnem százszor kimondanánk a “trillió” szót. Ha kiírnánk, egy oldal nagy részét kitenné. Ez észvesztően messze van a jövőben.”
Természetesen nem minden fekete törpe fog felrobbanni. “Csak a legnagyobb tömegű, a Nap tömegének körülbelül 1,2-1,4-szeresét kitevő fekete törpék fognak felrobbanni.” Mégis, ez azt jelenti, hogy a ma létező csillagok akár 1 százaléka, körülbelül egymilliárd billió csillag számíthat arra, hogy így pusztul el. Ami a többit illeti, ők fekete törpék maradnak. “A mi Napunknak még a nagyon lassú nukleáris reakciók mellett sincs elég tömege ahhoz, hogy valaha is szupernóvában robbanjon fel, még a nagyon távoli jövőben sem. Az egész Napot vassá változtathatnánk, és akkor sem robbanna fel.”
Caplan számításai szerint először a legnagyobb tömegű fekete törpék fognak felrobbanni, majd fokozatosan egyre kisebb tömegű csillagok következnek, amíg körülbelül 1032000 év múlva már nem marad több, ami felrobbanhat. Ekkor a világegyetem valóban halott és néma lesz. “Nehéz elképzelni, hogy ezután bármi is történjen, a fekete törpe szupernóva lehet az utolsó érdekes dolog, ami az univerzumban történik. Lehet, hogy ezek lesznek az utolsó szupernóvák.” Mire az első fekete törpék felrobbannak, az univerzum már felismerhetetlen lesz. “A galaxisok szétszóródnak, a fekete lyukak elpárolognak, és az univerzum tágulása az összes megmaradt objektumot olyan messzire húzza egymástól, hogy egyikük sem fogja látni a többiek robbanását.”
Még ha soha nem is fog látni egyet sem, Caplant ez nem zavarja. “Egy okból lettem fizikus. El akartam gondolkodni a nagy kérdéseken – miért van itt az univerzum, és hogyan lesz vége?” Arra a kérdésre, hogy milyen nagy kérdés következik, Caplan így válaszol: “Talán megpróbálunk szimulálni egy fekete törpe szupernóvát. Ha már az égen nem láthatjuk őket, akkor legalább a számítógépen láthatjuk.”