„Va fi un loc trist, singuratic și rece”, a declarat fizicianul teoretician Matt Caplan, care a adăugat că nimeni nu va fi în preajmă pentru a asista la această lungă despărțire, care va avea loc într-un viitor foarte îndepărtat. Cei mai mulți cred că totul va fi întunecat pe măsură ce universul se va sfârși. „Este cunoscut sub numele de „moarte termică”, în care universul va fi format în mare parte din găuri negre și stele arse”, a spus Caplan, care și-a imaginat o imagine ușor diferită atunci când a calculat modul în care unele dintre aceste stele moarte s-ar putea schimba de-a lungul eonilor.
Punctuind întunericul ar putea fi focuri de artificii silențioase – explozii ale resturilor de stele care nu ar fi trebuit să explodeze niciodată. O nouă lucrare teoretică a lui Caplan, profesor asistent de fizică la Universitatea de Stat din Illinois, constată că multe pitice albe ar putea exploda în supernove în viitorul îndepărtat, mult timp după ce toate celelalte stele din univers au murit și au devenit tăcute.
În universul actual, moartea dramatică a stelelor masive în explozii de supernove are loc atunci când reacțiile nucleare interne produc fier în miez. Fierul nu poate fi ars de stele – se acumulează ca o otravă, declanșând colapsul stelei, creând o supernovă. Dar stelele mai mici tind să moară cu ceva mai multă demnitate, micșorându-se și devenind pitice albe la sfârșitul vieții lor.
„Stelele cu o masă mai mică de aproximativ 10 ori mai mică decât cea a Soarelui nu au gravitația sau densitatea necesară pentru a produce fier în miezul lor așa cum o fac stelele masive, așa că nu pot exploda într-o supernovă în acest moment”, a spus Caplan. „Pe măsură ce piticele albe se vor răci în următoarele câteva trilioane de ani, vor deveni tot mai slabe, în cele din urmă vor îngheța și vor deveni stele „pitice negre” care nu vor mai străluci.” La fel ca și piticele albe de astăzi, acestea vor fi alcătuite în principal din elemente ușoare precum carbonul și oxigenul și vor avea dimensiunea Pământului, dar vor conține aproximativ la fel de multă masă ca și Soarele, interiorul lor fiind comprimat la densități de milioane de ori mai mari decât orice altceva de pe Pământ.
Dar doar pentru că sunt reci nu înseamnă că reacțiile nucleare se opresc. „Stelele strălucesc din cauza fuziunii termonucleare – sunt suficient de fierbinți pentru a zdrobi nuclee mici între ele și a face nuclee mai mari, ceea ce eliberează energie. Piticele albe sunt cenușă, sunt arse, dar reacțiile de fuziune pot avea loc în continuare din cauza tunelării cuantice, doar că mult mai lent, a spus Caplan. „Fuziunea are loc, chiar și la temperatura zero, doar că durează foarte mult timp”. El a remarcat că aceasta este cheia pentru transformarea piticilor negri în fier și declanșarea unei supernove.
Noua lucrare a lui Caplan, acceptată pentru publicare de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, calculează cât timp durează aceste reacții nucleare pentru a produce fier și de cât fier au nevoie piticele negre de diferite dimensiuni pentru a exploda. El numește exploziile sale teoretice „supernove de pitice negre” și calculează că prima va avea loc în aproximativ 10 până la 1100 de ani. „În ani, este ca și cum ai spune cuvântul „trilion” de aproape o sută de ori. Dacă l-ai scrie, ar ocupa cea mai mare parte a unei pagini. Este uluitor de departe în viitor.”
Desigur, nu toate piticele negre vor exploda. „Doar cele mai masive pitice negre, cu o masă de aproximativ 1,2 până la 1,4 ori mai mare decât cea a Soarelui, vor exploda.” Totuși, asta înseamnă că până la 1% din toate stelele care există astăzi, aproximativ un miliard de trilioane de stele, se pot aștepta să moară în acest fel. În ceea ce privește restul, ele vor rămâne pitice negre. „Chiar și cu reacții nucleare foarte lente, soarele nostru încă nu are suficientă masă pentru a exploda vreodată într-o supernovă, chiar și într-un viitor foarte îndepărtat. Ai putea transforma tot soarele în fier și tot nu ar exploda.”
Caplan calculează că cele mai masive pitice negre vor exploda primele, urmate de stele din ce în ce mai puțin masive, până când nu vor mai exista stele care să explodeze, după aproximativ 1032000 de ani. În acel moment, universul ar putea fi cu adevărat mort și tăcut. „Este greu de imaginat că va mai veni ceva după aceea, supernovele pitice negre ar putea fi ultimul lucru interesant care se va întâmpla în univers. S-ar putea să fie ultima supernovă din istorie.” În momentul în care vor exploda primele pitice negre, universul va fi deja de nerecunoscut. „Galaxiile se vor fi dispersat, găurile negre se vor fi evaporat, iar expansiunea universului va fi tras toate obiectele rămase atât de departe unele de altele încât niciunul nu va mai vedea vreodată explozia vreunuia dintre celelalte.”
Chiar dacă nu va vedea niciodată una, Caplan nu este deranjat. „Am devenit fizician pentru un singur motiv. Am vrut să mă gândesc la marile întrebări – de ce este universul aici și cum se va sfârși?”. Când este întrebat ce întrebare mare va urma, Caplan spune: „Poate vom încerca să simulăm vreo supernovă cu pitice negre. Dacă nu le putem vedea pe cer, atunci cel puțin le putem vedea pe un computer.”
.