La fin de l'univers tel que nous le connaissons ne viendra pas avec un bang. La plupart des étoiles s'éteindront lentement à mesure que leurs températures chuteront à zéro.

"Ce sera un peu triste, solitaire, endroit froid, " a déclaré le physicien théoricien Matt Caplan, qui a ajouté que personne ne sera là pour assister à ce long adieu dans un avenir très lointain. La plupart pensent que tout sera sombre à la fin de l'univers. "C'est ce qu'on appelle 'la mort par la chaleur', ' où l'univers sera principalement composé de trous noirs et d'étoiles grillées, " dit Caplan, qui a imaginé une image légèrement différente lorsqu'il a calculé comment certaines de ces étoiles mortes pourraient changer au fil des éons.

Ponctuant l'obscurité pourrait être un feu d'artifice silencieux - des explosions des restes d'étoiles qui n'étaient jamais censées exploser. Nouveaux travaux théoriques de Caplan, professeur adjoint de physique à l'Illinois State University, constate que de nombreuses naines blanches peuvent exploser en supernova dans un futur lointain, longtemps après que tout le reste de l'univers est mort et s'est tu.

Dans l'univers maintenant, la mort dramatique des étoiles massives dans les explosions de supernova survient lorsque des réactions nucléaires internes produisent du fer dans le noyau. Le fer ne peut pas être brûlé par les étoiles - il s'accumule comme un poison, déclenchant l'effondrement de l'étoile créant une supernova. Mais les étoiles plus petites ont tendance à mourir avec un peu plus de dignité, rétrécissant et devenant des naines blanches à la fin de leur vie.

"Les étoiles de moins de 10 fois la masse du soleil n'ont pas la gravité ou la densité pour produire du fer dans leur noyau comme le font les étoiles massives, donc ils ne peuvent pas exploser dans une supernova maintenant, " a déclaré Caplan. " Alors que les naines blanches se refroidissent au cours des prochains billions d'années, ils vont s'assombrir, finalement geler solide, et devenir des étoiles 'naines noires' qui ne brillent plus." Comme les naines blanches d'aujourd'hui, ils seront constitués principalement d'éléments légers comme le carbone et l'oxygène et auront la taille de la terre mais contiendront à peu près autant de masse que le soleil, leurs entrailles se sont contractées à des densités des millions de fois supérieures à celles de tout ce qui existe sur terre.

Mais ce n'est pas parce qu'ils sont froids que les réactions nucléaires s'arrêtent. "Les étoiles brillent à cause de la fusion thermonucléaire - elles sont assez chaudes pour briser de petits noyaux ensemble pour en faire des noyaux plus gros, qui libère de l'énergie. Les naines blanches sont des cendres, ils sont grillés, mais des réactions de fusion peuvent encore se produire à cause de l'effet tunnel quantique, seulement beaucoup plus lentement, dit Caplan. "La fusion se produit, même à température nulle, cela prend juste beaucoup de temps. » Il a noté que c'est la clé pour transformer les naines noires en fer et déclencher une supernova.

Le nouvel ouvrage de Caplan, accepté pour publication par Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , calcule combien de temps ces réactions nucléaires mettent pour produire du fer, et combien de naines noires de fer de différentes tailles doivent exploser. Il appelle ses explosions théoriques "supernova naine noire" et calcule que la première se produira dans environ 10 à 1100 ans. "Dans des années, c'est comme dire le mot « billion » presque cent fois. Si vous l'avez écrit, cela prendrait presque une page. C'est époustouflant dans le futur."

Bien sûr, toutes les naines noires n'exploseront pas. "Seulement les naines noires les plus massives, environ 1,2 à 1,4 fois la masse du soleil, va souffler." Pourtant, cela signifie jusqu'à 1% de toutes les étoiles qui existent aujourd'hui, environ un milliard de milliards d'étoiles, peut s'attendre à mourir de cette façon. Quant au reste, ils resteront des naines noires. "Même avec des réactions nucléaires très lentes, notre soleil n'a toujours pas assez de masse pour exploser en supernova, même dans un futur lointain. Vous pourriez transformer tout le soleil en fer et il n'éclaterait toujours pas."

Caplan calcule que les naines noires les plus massives exploseront en premier, suivi d'étoiles de moins en moins massives, jusqu'à ce qu'il ne reste plus rien à faire après environ 10 ³²⁰⁰⁰ années. À ce moment, l'univers peut vraiment être mort et silencieux. "Il est difficile d'imaginer quoi que ce soit venant après ça, la supernova naine noire pourrait être la dernière chose intéressante à se produire dans l'univers. Ils pourraient être la dernière supernova de l'histoire." Au moment où les premières naines noires explosent, l'univers sera déjà méconnaissable. "Les galaxies se seront dispersées, les trous noirs se seront évaporés, et l'expansion de l'univers aura éloigné tous les objets restants si loin les uns des autres qu'aucun ne verra jamais aucun des autres exploser. Il ne sera même pas physiquement possible pour la lumière de voyager aussi loin."

Même s'il n'en verra jamais, Caplan reste indifférent. "Je suis devenu physicien pour une raison. Je voulais réfléchir aux grandes questions :pourquoi l'univers est-il ici, et comment cela se terminera-t-il ?" Lorsqu'on lui demande quelle grande question vient ensuite, Caplan dit, "Peut-être que nous allons essayer de simuler une supernova naine noire. Si nous ne pouvons pas les voir dans le ciel, alors au moins nous pouvons les voir sur un ordinateur."