黑矮星 宇宙的终极命运:黑矮星持续爆炸 在声声巨响中归于虚无
BIGBANG被认为是当今宇宙万物和时间的开端。宇宙有尽头吗?随着时间的推移,宇宙会像恒星一样消亡吗?答案是肯定的。目前,大多数科学家都认为宇宙总有一天会走到尽头,但在遥远的未来,没有人能看到这种告别。发表在《皇家天文学会月报》上的一篇研究论文说,宇宙中所有物体死亡后,“黑矮星”就会开始爆炸,引起超新星般的爆炸,最后一切都将化为乌有。
天文学家长期以来一直在考虑宇宙最终终结的方式,于是一个被称为“热沉默”的假说诞生了,这大概意味着宇宙最终会变得安静和寒冷,不再有恒星活动,黑洞会被霍金辐射蒸发,只留下简单的亚原子粒子和能量,没有任何能维持生命或物体运动的能量,导致黑暗和沉默。
然而,伊利诺伊州立大学的理论物理学家马特·卡普兰意识到,可能还有另一种情况没有被考虑到,那就是白矮星。与大质量恒星最终演化为中子星或黑洞的结果不同,白矮星是由中低质量恒星演化而来的,它们没有经历超新星阶段,而是恒星膨胀为红色巨星后留下的遗迹。例如,我们的太阳在50亿年后演变成红巨星,然后演变成白矮星。
卡普兰一直在研究白矮星会发生什么。他认为白矮星会随着时间的推移逐渐释放热量并冷却下来。当白矮星的温度低到不能再发出能被探测到的光或热时,它就变成了黑矮星。然而,白矮星可以释放热量数万亿年,远远超过目前的宇宙年龄。根据卡普兰的计算,白矮星变成黑矮星至少需要137亿年。换句话说,理论上黑矮星还没有诞生在我们的宇宙中。
根据卡普兰的理论,即使白矮星变成黑矮星,其表面也不会再发光发热,但其内部的核反应并没有完全停止。根据目前的恒星理论,一颗大质量的恒星迅速死亡形成超新星爆发,因为内部的核反应在核心产生过量的铁,并像毒液一样积聚,最终引发恒星坍缩形成超新星。虽然黑矮星没有核反应的能量,但内部没有冬眠一样的活动。但是量子力学可以让粒子通过高能垒,这意味着在黑矮星中仍然可以发生核反应,但是效率非常慢,概率极低。
卡普兰的模型表明,黑矮星的第一次爆炸将发生在1100年后的10年,黑矮星的最后一次爆炸将发生在大约32000年后的10年。当然,并不是所有的黑矮星都会爆炸,只有质量最高的黑矮星才会爆炸,大约是太阳质量的1.2到1.4倍。即便如此,只要宇宙中有1%的恒星会变成黑矮星,黑矮星的数量就会达到1万亿。最大的一次黑矮星爆炸之后,直到最后一次爆炸,当时的宇宙可能确实是死气沉沉,一片寂静。
卡普兰说:“很难想象未来会发生什么。黑矮星可能是宇宙中最后一个有趣的东西。宇宙在一声巨响中诞生,终结它的方式也是一声巨响,就像送一场烟花秀给你的告别,最后一切都归于无尽的黑暗和虚无。”“我成为物理学家的原因之一是,我在思考一个大问题:宇宙为什么会在这里,它将如何结束?”
此外,一些天体物理学家认为BIGBANG是否是宇宙大坍缩的“前身”,最终现在的宇宙会消失在大坍缩之中。但是这些问题是科学家用他们所有的想象力都无法解决的。毕竟它们太远了,所以黑矮星只存在于理论上。
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