Ecco come e quando sarà la 'triste e solitaria' fine dell'universo: niente botti o effetti speciali

Quando l'universo che conosciamo "morirà" sarà un "posto triste, abbandonato e freddo". A dirlo un fisico teorico dell'Illinois State University, Matt Caplan, in un nuovo documento legato a una ricerca divulgata a inizio agosto. Le stelle continueranno i loro processi per molto tempo dopo che l'universo potrà essere considerato morto, con Caplan che ha determinato la "data" della fine solitaria dell'universo cercando di scoprire quando avverrà l'ultima supernova di una nana nera.

La fine dell'universo sarà quindi un processo lungo e triste, senza "botti" o effetti speciali di alcun tipo. Nel nuovo studio Caplan ha valutato come le stelle morte potrebbero evolversi nel corso del tempo e ha determinato quando l'ultima supernova esploderà nel futuro più lontano deducibile. Il destino ultimo dell'universo è "conosciuto come 'heat death'", scrive Caplan, e avverrà quando l'universo sarà costituito esclusivamente o quasi da buchi neri e stelle esplose.

Le stelle massicce esplodono in supernove quando nel nucleo si innescano i processi chimici che portano al collasso della stella. Ma le stelle più piccole come le nane bianche - corpi stellari ultradensi che si formano quando stelle simili al sole esauriscono tutto il loro combustibile nucleare - non hanno la gravità e la densità per produrre le quantità di Ferro-56 necessario e innescare il collasso.

Caplan ha tuttavia scoperto che nel tempo le nane bianche potrebbero diventare più dense e diventare "nane nere" capaci di produrre Ferro-56: "Man mano che le nane bianche si raffreddano nel corso dei prossimi trilioni di anni, diventeranno meno luminose e alla fine si congeleranno e diventeranno nane nere che non brilleranno più", sono le parole del fisico teorico. "Le stelle brillano a causa della fusione termonucleare: sono abbastanza calde da frantumare piccoli nuclei insieme per formare un nucleo più grande che rilascia energia. Le nane bianche sono cenere, sono esplose, ma le reazioni di fusione possono ancora verificarsi a causa del tunneling quantistico, solo molto più lentamente".

In breve il tunnel quantistico (quantum tunneling) è un fenomeno in cui una particella subatomica "attraversa" una barriera che sembra impossibile da penetrare scomparendo e ricomparendo dall'altra parte della stessa barriera. Questo tipo di processo è fondamentale per creare Ferro-56 nelle nane nere e dare il via a questo tipo di supernova, secondo Caplan, che ha dimostrato quanto Ferro-56 nane nere di dimensioni diverse devono generare per esplodere: la prima esploderà in 10¹¹⁰⁰ anni.

Caplan ha inoltre calcolato che le nane nere più massicce esploderanno per prime, seguite progressivamente da quelle meno massicce fino a quando non ne rimarrà nessuna. Questo processo avrà termine, secondo i calcoli del fisico, tra circa 10³²⁰⁰ anni: "E' difficile dedurre quello che avverrà dopo. Le supernova di nane nere potrebbero essere l'ultimo fenomeno interessante nell'universo".

In quell'epoca l'universo sarà triste e solitario: "Le galassie si saranno disperse, i buchi neri saranno evaporati e l'espansione dell'universo avrà spinto tutti gli oggetti rimanenti così lontano fra di loro che nessuno vedrà mai esplodere gli altri. Non sarà nemmeno fisicamente possibile che la luce possa viaggiare così lontano".

Lo studio di Matt Caplan è stato pubblicato il 7 agosto sulla rivista Monthly Notice of the Royal Astronomical Society. Può essere approfondito a questo indirizzo.