(Artistic impression of a neutron star that is 'evaporating' slowly via Hawking-like radiation. Credit: Daniëlle Futselaar/artsource.nl)
Researchers calculated from ten different objects how long the 'evaporation' via Hawking-like radiation takes in an ideal environment without other influences. White dwarf stars dissolve in about 1078 years. The human body, if only Hawking-like radiation is involved, decays in 1090 years. Credit: Falcke, Wondrak & Van Suijleko)
세상에 영원한 것은 없게 마련입니다. 지금 우리가 사는 태양계 역시 50억 년 후에는 태양의 연료가 고갈되면서 점점 적색거성으로 커지고 마지막 단계에는 백색왜성만 남기고 사라질 것입니다. 이 과정에서 지구가 살아남더라도 앞으로 영겁의 세월을 이제는 차가워진 백색왜성 주변을 공전하는 일 밖에 남지 않습니다. 그런데 이것 역시 영원할 수 없다는 연구 결과가 발표됐습니다.
1975년 물리학자 스티븐 호킹은 빛 조차도 빠져 나올 수 없는 블랙홀 역시 증발할 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 이를 호킹 복사 (Hawking radiation)이라고 부르는데, 직접 포착한 적은 없지만 과학자들은 이론적으로 확신하고 있습니다. 그리고 블랙홀 이외에 중성차별이나 백색왜성 모두 호킹 복사와 유사한 복사 과정을 통해 사라질 수 있다는 점 역시 알려져 있습니다.
2023년 발표한 논문을 통해 이 사실을 밝혀낸 세 명의 네덜란드 과학자 - 블랙홀 전문가 헤이노 팔케 (Heino Falcke), 양자 물리학자 마이클 운드락 (Michael Wondrak), 그리고 수학자인 발터 반 쉬즈레콤 (Walter van Suijlekom)(모두 네덜란드 라드바우드 대학 (Radboud University, Nijmegen, the Netherlands) 소속) - 는 구체적으로 몇 년이 흘러야 마지막 백색왜성까지 사라질지 계산했습니다.
연구팀의 계산에 따르면 모든 항성 질량 블랙홀이 호킹 복사를 통해 사라지는 것은 10^67 년입니다. 그리고 중성자별과 백색왜성까지 모두 사라지는 것은 10^78년입니다. 심지어 사람의 몸을 이루던 원자 역시 붕괴에서 자유롭지는 않아서 10^90년 후에는 모두 사라질 것입니다. 아주 먼 미래 우주는 텅 빈 공간으로 대부분의 입자가 붕괴된 공허가 될 것입니다.
그렇게 생각하면 지금 우리가 사는 우주가 얼마나 소중한 존재인지를 다시 한 번 느끼게 됩니다. 물론 너무 긴 시간이고 먼 미래에 일이라 실감이 나지 않는 것 역시 사실 같습니다.
참고
https://phys.org/news/2025-05-universe-decay-years-sooner-previously.html
H. Falcke et al, An upper limit to the lifetime of stellar remnants from gravitational pair production, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. On arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2410.14734
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