宇宙衰变速度超乎预期，但仍需漫长时日

黑洞专家海诺·法尔克、量子物理学家迈克尔·翁德拉科和数学家瓦尔特·范·苏伊勒科姆（均来自荷兰奈梅亨拉德堡德大学）的研究是三人团队2023年论文的后续成果。在该论文中，他们证明了不仅黑洞，中子星等其他天体也能通过类似霍金辐射的过程"蒸发"。该论文发表后，研究人员收到了科学界内外关于该过程持续时间的诸多疑问。他们在新发表的论文中解答了这一问题。

终极终点

研究人员计算得出，若仅考虑类霍金辐射，宇宙的终结时间约为10⁷⁸年（1后跟随78个零）。这是宇宙中最持久的天体——白矮星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将白矮星寿命估算为10¹¹⁰⁰年（1后跟随1100个零）。论文第一作者海诺·法尔克表示："因此宇宙的终极终点来得比预期更早，但幸运的是这仍需极漫长时间。"

研究人员的计算过程既严谨周密又带着一丝风趣。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：与相对论相悖的是，粒子和辐射能够逃离黑洞。在黑洞边缘会形成两个瞬时粒子，在它们合并前，一个粒子被吸入黑洞，另一个则逃逸。这种所谓霍金辐射的后果之一是黑洞会极其缓慢地衰变为粒子和辐射。这与阿尔伯特·爱因斯坦的相对论相矛盾，后者认为黑洞只会增长。

中子星衰变速度与黑洞相当

研究人员计算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。

令研究人员惊讶的是，中子星和恒星级黑洞的衰变时间相同：均为10⁶⁷年。这与预期不符，因为黑洞具有更强的引力场，本应"蒸发"得更快。"但黑洞没有表面，"合著者、博士后研究员迈克尔·翁德拉科解释道，"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：10⁹⁰年

既然已在研究该课题，研究人员还计算了月球和人类通过类霍金辐射蒸发所需时间——约10⁹⁰年（1后跟随90个零）。当然，研究人员巧妙地指出，其他过程可能导致人类和月球比计算结果更早消亡。

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，这项研究是跨学科合作的激动人心成果，天体物理学、量子物理学和数学的结合催生了新洞见。"通过提出这类问题并研究极端案例，我们期望深化理论认识，或许有朝一日能解开霍金辐射之谜。"