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分享 網管 - 科學新知 | 2020-08-25 | 人氣:213

2020-08-24訊

黑矮星爆炸:死寂宇宙中最後的煙火

 

黑矮星爆炸。(ShutterStock)

 

 

【大紀元2020年08月24日訊】(大紀元記者笛睿編譯報導)大部分科學家認為宇宙到了生命盡頭,是一片黑暗的景象,裡面充滿了黑洞和燃盡的恆星。一份新研究認為,在這之後,大量現在無法爆炸的恆星,將逐個爆發為超新星,在宇宙中上演最後的煙火秀,直到再也沒有可以爆炸的恆星,宇宙才真正陷入死寂。

 

伊利諾伊州立大學的理論物理學家卡普蘭(Matt Caplan)進行的計算推導出這樣的場景,《天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)近期接受了這份研究。

現在的宇宙中,質量通常在太陽10倍以上的恆星,到了生命的終點才會發生超新星爆炸。這些恆星內部的核反應不斷產生鐵元素,由於鐵元素無法用於恆星燃燒,它們就像毒素一樣在恆星內部積累,最後觸發超新星爆發。

可是質量不到這個級別的恆星不會爆發為超新星,而是變成白矮星。

「質量不到太陽十倍的恆星,沒有足夠的引力或密度,像大恆星那樣在內核產生鐵元素,因此它們現在不會爆發成超新星。白矮星將在未來幾萬億年後冷卻,亮度降低,最後凍成固態,成為不會發光的『黑矮星』。它們的主要成分將包括較輕的碳、氧等元素,體積和地球差不多,但是質量和太陽差不多,內部的密度將超過地球上任何物質。」

卡普蘭說,雖然它們冷卻了,可是內部的核反應並不會停止。「由於量子隧穿效應,即使在零度狀態下,仍會發生核反應,只是速度很慢,需要很長時間。」

卡普蘭認為,這是黑矮星產生鐵元素,激發超新星爆發的關鍵因素。

按照他的計算,第一顆黑矮星將在「上千倍個萬億」年後發生,可以說是用目前的計數系統無法描述的天文數字。

但並不是所有的黑矮星都會爆發。「只有最大的黑矮星,即1.2~1.4倍太陽質量的黑矮星,才會爆炸。」這相當於目前宇宙中1%的恆星,將以這種方式爆炸。也就是說,我們的太陽仍然不足以成為有能力爆發的黑矮星。

卡普蘭認為,到時候最大的黑矮星將最先爆發。

從第一顆黑矮星爆炸開始,那時的宇宙將已經是面目全非:星系全都解散,黑洞蒸發,宇宙的膨脹已經把剩餘的物質互相之間拉得非常遠,彼此之間誰也看不到其它天體的爆炸,就是說,天體之間的間隔遠到連光線都抵達不到。

接下來,黑矮星按照質量遞減的順序逐一爆炸,直到宇宙中再也沒有可以爆炸的黑矮星,這將發生在10^32,000年後,那時候,宇宙將真的是死寂。

卡普蘭說,儘管他活不到驗證這一理論的那一天,但是他並不遺憾。他說:「我成為一名物理學家的原因是,我想思考大的問題,比如為什麼宇宙在這裡,它將如何結束?」

 

 

原文網址:https://www.epochtimes.com/b5/20/8/24/n12352330.htm