黑矮星爆炸：死寂宇宙中最後的煙火
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？」
