宇宙衰变速度超过预想，但耗时仍然漫长

黑洞专家海诺·法尔克（Heino Falcke）、量子物理学家迈克尔·翁德拉（Michael Wondrak）和数学家瓦尔特·范·苏伊勒科姆（Walter van Suijlekom）（均来自荷兰奈梅亨拉德堡德大学）的研究是三人小组2023年论文的后续。在那篇论文中，他们证明不仅黑洞，中子星等其他天体也能通过类似霍金辐射的过程发生“蒸发”。论文发表后，研究者们收到了来自科学界内外关于该过程持续时间的众多疑问。他们在新文章中解答了这一问题。

终极终结

研究者计算得出，若仅考虑类霍金辐射，宇宙的终结约在10^78年后（1后面跟着78个零）。这是白矮星（最持久的星体）通过类霍金辐射衰变所需的时间。先前未考虑该效应的研究认为白矮星寿命可达10^1100年（1后面跟着1100个零）。第一作者海诺·法尔克表示："因此宇宙的终极终结来得比预期早得多，但幸运的是仍需极其漫长的时间。"

研究者的计算既严肃又轻松。其基础是对霍金辐射的重新诠释。1975年，物理学家斯蒂芬·霍金提出：与相对论相反，粒子和辐射能够逃离黑洞。在黑洞边缘可能形成两个临时粒子，在合并前一个粒子被吸入黑洞，另一个粒子逃逸。这种所谓霍金辐射的后果之一是黑洞会极其缓慢地衰变成粒子和辐射。这与阿尔伯特·爱因斯坦相对论中黑洞只会增大的理论相矛盾。

中子星与黑洞同样缓慢

研究者计算得出，霍金辐射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。

令研究者惊讶的是，中子星和恒星黑洞的衰变时间相同：10^67年。这出乎意料，因为黑洞引力场更强，本应使其"蒸发"更快。"但黑洞没有表面，"合著者、博士后研究员迈克尔·翁德拉解释道，"它们会重新吸收部分自身辐射，从而抑制该过程。"

人类与月球：10^90年

由于研究者已展开计算，他们也推算了月球和人类通过类霍金辐射蒸发所需时间——10^90年（1后面跟着90个零）。研究者巧妙指出，当然还存在其他过程可能使人类和月球早于这个计算时间消失。

拉德堡德大学数学教授、合著者瓦尔特·范·苏伊勒科姆补充道，这项研究是多学科令人振奋的合作，天体物理学、量子物理学和数学的结合带来了新见解。"通过提出这类问题并研究极端案例，我们期望更好地理解该理论，或许有朝一日能解开霍金辐射之谜。"