آیا هسته‌های ستارگان مرده برای همیشه وجود دارند؟
ستارگان عادی پس از تمام شدن سوخت واکنش‌های هسته‌ای خود می‌فورند و می‌میرند، اما کوتوله‌های سفید فقط می‌نشینند و برای ابد می‌مانند.
کوتوله‌های سفید به اندازه کافی در عرصهٔ رسانه حضور ندارند. مطمئناً این هسته‌های فوق‌چگال و کم‌درخشنده از ستارگان مرده، کوچک و به‌دردسرند. اما به‌طرز فوق‌العاده‌ای منحصر به‌فردند و همان‌طور که ستارگان شبیه خورشید در پایان عمرشان می‌شوند، این‌ها هم تبدیل می‌شوند. در میلیاردها سال آینده، خورشید خواهد مرد و هسته‌اش از کربن و اکسیژن باقی می‌ماند. و اگر زمان کافی (مثلاً تریلیون‌ها سال) در اختیار باشد، تمام ستارگان متوسط نیز می‌میرند — و کوتوله‌های سفید وراث کیهان می‌شوند. پس چه می‌شود؟
موجودات اخترفیزیکی وجود دارند که در جهان امروزی ما موجود نیستند. ما به شنیدن دربارهٔ بسیاری از آن‌ها عادت کرده‌ایم. نسل اول ستارگان دیگر در دسترس نیستند. امواج صوتی که در جهان اولیهٔ پر از پلاسما می‌رفتند، اکنون تنها بازتابی ضعیف در توزیع کهکشان‌ها هستند. دوران تورم و جداسازی نیروها ذرات و نقص‌های توپوژنتیکی به‌جا گذاشتند که بلافاصله پس از تشکیل خود ناپدید شدند.
محصولات متعددی از دوران نخستین وجود دارند که نتوانستند از میان میلیاردها سال تاریخ جاری بقا یابند. وقتی به آینده نگاه می‌کنیم — آیندهٔ عمیق — دوره‌ای به‌قدری دور خواهد بود که دوران ما تنها یک خاطره باشد. موجودات، نیروها و اشیائی که امروز امری عادی‌اند، گویی از دوره‌ای پر از آشوب و انرژی به‌نظر می‌رسند. و در آن آیندهٔ عمیق، پس از تریلیون‌ها سال، تعداد بسیاری کوتوله‌های سفید وجود خواهند داشت. این به این دلیل است که برخلاف ستاره‌ها عادی، کوتوله‌های سفید با فشار دژنرتی (امتناع الکترون‌ها از به‌اشتراک‌گذاری فضا) خود را نگه می‌دارند. ستارگان عادی پس از تمام شدن سوخت واکنش‌های هسته‌ای خود می‌فورند و می‌میرند، اما کوتوله‌های سفید فقط می‌نشینند و برای همیشه می‌مانند.
هنگامی که به وجود می‌آیند، کوتوله‌های سفید معمولاً دمایی حدود ۱۰ میلیون کلوین (۱۸ میلیون درجه فارنهایت) دارند. اما چون منبع گرمایی جدیدی ندارند، به‌تدریج بسیار آرام سرد می‌شوند. برای مقایسه، سردترین کوتوله سفید شناخته‌شده PSR J2222-0137 B حدود ۱۱ میلیارد سال سن دارد، ولی همچنان دمایی حدود ۳٬۰۰۰ کلوین (۵٬۰۰۰ فارنهایت) را حفظ می‌کند. این دما معادل یک لامپ گرم سفید است و تقریباً نیمی از دمای سطح خورشید است — که برای جسمی تقریباً به قدمت جهان می‌رسد، اتفاق شگفت‌انگیزی است.
اما در نهایت چه اتفاقی برای کوتوله‌های سفید می‌افتد؟
آن‌ها به کوتوله‌های سیاه تبدیل می‌شوند. پس از حدود ۱۰ تریلیون سال، یک کوتوله سفید سرانجام به‌قدری سرد می‌شود که در تقریباً تمام طول‌موج‌های نور نامرئی شود. این به نقطهٔ صفر مطلق نمی‌رسد — که غیرممکن است — اما می‌تواند به‌نزدیکی آن برسد. این به این معنی است که هنوز کوتوله‌های سیاه در کیهان کنونی وجود ندارند؛ جهان هنوز به‌اندازه کافی پیر نشده است. برای ظاهر شدن اولین کوتوله سیاه، حدود هزار برابر سن جهان فعلی لازم است.
پس سپس چه می‌شود؟
یک امکان فرضی وجود دارد که، با زمان کافی، کوتوله‌های سیاه منفجر شوند. این می‌تواند از طریق فرایندی به نام تولید جفت ذرات ناشی از انحنای فضا‑زمان رخ دهد. ایده این است که ذرات کوانتومی به‌طور مداوم به‌وجود می‌آیند و بلافاصله در خلأ ناپدید می‌شوند پیش از آنکه کسی متوجه شود. اما در نواحی با گرانش قوی، مانند داخل یک کوتوله سیاه، یک جفت ذره می‌تواند در انحنای فضا‑زمان گرفتار شود، جدا شود و به‌جهان واقعی منتقل گردد.
در جهانی هزینهٔ رایگان وجود ندارد؛ برای این خلق خودجوش ذرات، کوتوله سیاه باید انرژی خود را از دست بدهد. در نهایت، در حدود ۱۰^۷۸ سال، ممکن است تبخیر شود و کاملاً ناپدید گردد.
به‌دقت مشخص نیست که آیا این فرایند واقعا رخ می‌دهد؛ زمان لازم برای آزمایش آن در آزمایشگاه بیش از حد طولانی است. اما در بازهٔ زمانی حتی طولانی‌تر، برخی کوتوله‌های سیاه سرنوشت سنگین‌تری می‌پذیرند؛ فرایندی به نام تجزیه پیکنونیوکلی. این زمانی رخ می‌دهد که دو هسته به‌صورت تصادفی و توسط شانس خالص کوانتومی به‌هم می‌پیوندند. برای رخ دادن این فرایند لازم است هسته‌ها به‌طور فوق‌العاده فشرده به‌هم نزدیک باشند؛ و خوشبختانه در کوتوله‌های سیاه هسته‌ها مستقیماً در تماس هستند.
حدّی وجود دارد که یک کوتوله سیاه می‌تواند با فشار دژنرتی خود را حفظ کند. اگر هسته‌های زیادی از دست برود، پایهٔ آن از بین می‌رود و به‌طور فاجعه‌آمیز در یک ابرنواختر انفجار فرو می‌نشیند. بنابراین این فرایند فقط بر کوتوله‌های سیاهی که در آستانهٔ فروپاشی هستند اثر می‌گذارد؛ که تنها چند درصد از آن‌ها را تشکیل می‌دهد. وقتی این چند درصد منفجر می‌شوند، منبعی معدود از نور و تابش در آیندهٔ دور جهان خواهند شد، زمانی که آخرین ستاره نیز خود را خاموش کرده باشد.
چقدر زمان می‌برد؟ پژوهشگران تخمین می‌زنند که این بازه بین ۱۰^۱٬۱۰۰ و ۱۰^۳۲٬۰۰۰ سال از این پس باشد، پس دم خود را نگه ندارید.