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宇宙終結倒數!霍金理論預測末日提前到來

天文物理學家最新研究指出,宇宙壽命可能比原先預期的更短。這項基於史蒂芬·霍金黑洞輻射理論的研究發現,恆星殘骸的衰變速度遠超科學家想像。不過別擔心,宇宙還是有著令人難以想像的漫長壽命。

研究團隊提出更新版的宇宙最大壽命理論,靈感來自霍金最著名的黑洞蒸發預測。最新估算顯示,最後一批恆星殘骸將在大約1後面跟著78個零(1078)年後完全消失。這個數字雖然看似天文數字,但比起原先估計的101,100年,已經大幅縮短了難以想像的時間跨度。

這項發表於《宇宙學與天體粒子物理學期刊》的研究僅提供恆星殘骸的可能壽命上限,並不保證宇宙真能存在那麼久。研究主要作者、荷蘭拉德堡大學天體物理學教授海諾·法爾克表示:「萬物終將衰亡,但我們仍有充足時間創造偉大成就。」

恆星死亡後並不會完全消失。像太陽這類中小型恆星會在大限來臨時丟擲大氣層,留下逐漸冷卻的白矮星核心;質量更大的恆星則會以超新星爆炸結束生命,形成緻密的中子星或塌縮成黑洞。這些天體統稱為恆星殘骸。

1974年霍金提出,黑洞會透過一種特殊輻射(後稱霍金輻射)逐漸蒸發。根據量子場論,黑洞邊緣的引力可能產生光子,這些光子會慢慢消耗黑洞能量,最終導致其消失。近50年後,荷蘭研究團隊進一步推論,所有具備足夠質量的天體(包括中子星和白矮星)都可能以類似方式衰變。

研究人員估算,中子星約在1068年後蒸發,與黑洞時間尺度相近;白矮星則可存活至1078年;超大質量黑洞壽命更可能長達1096年。屆時所有星系都將耗盡恆星形成物質,宇宙將陷入永恆死寂。

法爾克教授指出,即使理論正確,宇宙也未必能存在那麼久。根據現有宇宙學認知,未來1500至2000億年間宇宙膨脹速度將快到讓多數星系從視野中消失。「屆時我們只能看見銀河系內的恆星,而最後一顆恆星將在約17兆年後熄滅。」

科學家預測太陽將在50億年後膨脹吞噬地球,這意味著太陽系會比其他恆星更早變得不宜居住。當所有恆星消亡後,假想中的質子衰變可能搶在霍金式衰變之前,為宇宙敲響最後喪鐘。不過法爾克強調,目前質子衰變(若存在)的最低年限僅能確定在1034-35年以上。

未參與研究的英國赫爾大學天體物理學講師亞歷克斯·裡欽斯評論道:「這項研究非常引人入勝。我們通常認為這些天體是恆星演化的終點,會永遠存在。但研究團隊證明這些殘骸仍有壽命上限,它們會透過類似黑洞霍金輻射的引力對產生過程持續衰變。」