Het einde van het universum zoals we het kennen zal niet met een knal komen. De meeste sterren zullen langzaam sissen als hun temperatuur tot nul daalt.

"Het zal een beetje jammer zijn, alleen, koude plek, " zei theoretisch fysicus Matt Caplan, die eraan toevoegde dat er in de verre toekomst niemand in de buurt zal zijn om getuige te zijn van dit lange afscheid. De meesten geloven dat alles donker zal zijn als het universum tot een einde komt. "Het staat bekend als 'hitte dood, ' waar het heelal voornamelijk uit zwarte gaten en uitgebrande sterren zal bestaan, " zei Kaplan, die zich een iets ander beeld voorstelde toen hij berekende hoe sommige van deze dode sterren in de loop van de eeuwen zouden kunnen veranderen.

Het doorbreken van de duisternis kan stil vuurwerk zijn - explosies van de overblijfselen van sterren die nooit zouden moeten exploderen. Nieuw theoretisch werk van Caplan, een assistent-professor natuurkunde aan de Illinois State University, ontdekt dat veel witte dwergen in de verre toekomst kunnen exploderen in supernova's, lang nadat al het andere in het universum is gestorven en stil is geworden.

In het universum nu, de dramatische dood van massieve sterren in supernova-explosies komt wanneer interne kernreacties ijzer produceren in de kern. IJzer kan niet door sterren worden verbrand - het hoopt zich op als een gif, waardoor de instorting van de ster ontstaat en een supernova ontstaat. Maar kleinere sterren hebben de neiging om met een beetje meer waardigheid te sterven, krimpen en worden aan het einde van hun leven witte dwergen.

"Sterren die minder dan ongeveer 10 keer de massa van de zon zijn, hebben niet de zwaartekracht of dichtheid om ijzer in hun kernen te produceren zoals massieve sterren dat doen, zodat ze nu niet in een supernova kunnen exploderen, "zei Caplan. "Als witte dwergen de komende paar biljoen jaar afkoelen, ze zullen zwakker worden, uiteindelijk vast bevriezen, en worden 'zwarte dwerg' sterren die niet meer schijnen." Zoals witte dwergen vandaag, ze zullen voornamelijk bestaan ​​uit lichte elementen zoals koolstof en zuurstof en zullen zo groot zijn als de aarde, maar ongeveer evenveel massa bevatten als de zon, hun ingewanden zijn samengeperst tot dichtheden die miljoenen keren groter zijn dan wat dan ook op aarde.

Maar alleen omdat ze koud zijn, betekent niet dat nucleaire reacties stoppen. "Sterren schijnen vanwege thermonucleaire fusie - ze zijn heet genoeg om kleine kernen tegen elkaar te slaan om grotere kernen te maken, waardoor energie vrijkomt. Witte dwergen zijn as, ze zijn opgebrand, maar fusiereacties kunnen nog steeds plaatsvinden vanwege kwantumtunneling, alleen veel langzamer, aldus Kaplan. "Fusie gebeurt, zelfs bij nul temperatuur, het duurt gewoon heel lang." Hij merkte op dat dit de sleutel is om zwarte dwergen in ijzer te veranderen en een supernova te veroorzaken.

Caplans nieuwe werk, geaccepteerd voor publicatie door Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society , berekent hoe lang deze kernreacties nodig hebben om ijzer te produceren, en hoeveel ijzerzwarte dwergen van verschillende groottes nodig hebben om te ontploffen. Hij noemt zijn theoretische explosies "zwarte dwerg supernova" en berekent dat de eerste zal plaatsvinden in ongeveer 10 tot de 1100e jaar. "In jaren, het is alsof je het woord 'biljoen' bijna honderd keer zegt. Als je het hebt uitgeschreven, het zou het grootste deel van een pagina in beslag nemen. Het is verbijsterend ver in de toekomst."

Natuurlijk, niet alle zwarte dwergen zullen exploderen. "Alleen de meest massieve zwarte dwergen, ongeveer 1,2 tot 1,4 keer de massa van de zon, zal blazen." Toch dat betekent maar liefst 1 procent van alle sterren die vandaag bestaan, ongeveer een miljard biljoen sterren, kan verwachten op deze manier te sterven. Wat de rest betreft, het blijven zwarte dwergen. "Zelfs met zeer langzame kernreacties, onze zon heeft nog steeds niet genoeg massa om ooit in een supernova te exploderen, zelfs in de verre toekomst. Je zou de hele zon kunnen laten strijken en het zou nog steeds niet knappen."

Caplan berekent dat de zwaarste zwarte dwergen als eerste zullen exploderen, gevolgd door steeds minder zware sterren, totdat er na ongeveer 10 . geen meer meer over is om af te gaan ³²⁰⁰⁰ jaar. Op dat punt, het universum kan echt dood en stil zijn. "Het is moeilijk voor te stellen dat er daarna iets komt, zwarte dwerg supernova is misschien wel het laatste interessante wat er in het universum gebeurt. Het is misschien wel de laatste supernova ooit." Tegen de tijd dat de eerste zwarte dwergen ontploffen, het universum zal al onherkenbaar zijn. "Galaxies zullen zich hebben verspreid, zwarte gaten zullen zijn verdampt, en de uitdijing van het universum zal alle resterende objecten zo ver uit elkaar hebben getrokken dat niemand ooit een van de andere zal zien exploderen. Het zal zelfs fysiek niet mogelijk zijn voor licht om zo ver te reizen."

Ook al zal hij er nooit een zien, Caplan blijft ongemoeid. "Ik ben om één reden natuurkundige geworden. Ik wilde nadenken over de grote vragen:waarom is het universum hier, en hoe zal het eindigen?" Toen hem werd gevraagd welke grote vraag daarna komt, Kaplan zegt, "Misschien proberen we een supernova van een zwarte dwerg te simuleren. Als we ze niet aan de hemel kunnen zien, kunnen we ze in ieder geval op een computer zien."