死亡恆星的核心會永遠存在嗎?
白矮星沒有足夠的飛行時間。當然,這些超緻密、微弱的死亡恆星核心很小,很難看到。但它們具有令人難以置信的異國情調,正是它們使星星變得像太陽一樣。數十億年後, 太陽將會死去留下碳和氧的核心。當給予足夠的時間(比如數万億年)時,所有平均大小的恆星都會死亡,而白矮星將繼承宇宙。接下來會發生什麼?
有些天體生物在我們當前的宇宙中並不存在。我們已經習慣了聽到其中的許多內容。的 第一代明星 已經不在了。穿過早期充滿等離子體的宇宙的聲波現在只不過是排列中的微弱迴聲。 星系。暴脹時代和力的分離留下了粒子和拓撲缺陷,這些缺陷一旦形成就消失了。
有許多原始時代的產物,在我們身後數十億年的歷史中無法延續。當我們展望未來時—— 深的 未來——將會有一個時代離我們如此遙遠,以至於我們的時代將只是一個記憶。現在司空見慣的主體、力量和物體似乎是一個充滿生機和活力的時代的創造。在那個遙遠的未來,數万億年後,將會有很多 白矮星。那是因為它和平常不一樣 星星白矮星通過簡併壓力(電子絕對拒絕共享空間)來支撐自己。普通恆星一旦耗盡核反應燃料就會崩潰並死亡。但白矮星只是坐在那裡,永遠徘徊。
白矮星誕生時的溫度通常約為 1000 萬開爾文(1800 萬華氏度)。但因為它們沒有新的熱源,所以它們的冷卻速度非常非常慢。舉個例子,已知最冷的白矮星是 PSR J2222-0137 B,它的年齡約為 110 億年,但溫度仍約為 3,000 開爾文(5,000 華氏度)。這與“暖白”白熾燈泡的溫度相同,大約是其一半 像太陽表面一樣熱 – 對於一個幾乎與宇宙本身一樣古老的物體來說,並不算太破舊。
但白矮星最終會發生什麼?
它們變成黑矮星。大約10萬億年後,白矮星最終會冷卻到足以在幾乎所有波長的光下變得不可見。它不會達到絕對零——這是不可能的——但它可以接近。這意味著今天的宇宙中不存在黑矮星。宇宙還不夠老。這將需要當前的一千倍 宇宙的年齡 第一顆黑矮星的出現。
但然後呢?
有一種假設的可能性是,如果有足夠的時間,黑矮星將會爆炸。這將通過由時空彎曲引起的稱為配對產生的過程來發生。這個想法是,量子粒子不斷地突然出現,並在任何人注意到之前立即消失在真空中。但在強引力區域,比如黑矮星的內部,一對粒子可能會陷入時空曲線,分裂,進入真正的宇宙。
天下沒有免費的午餐 宇宙因此,為了支付自發粒子產生的費用,黑矮星必須失去能量。最終,在大約10^78年的時間裡,它可能會完全消失。
目前尚不清楚這個過程是否真的發生;去實驗室檢查要花很多時間。但考慮到更長的時間,一些黑矮星會通過一種稱為密核衰變的過程而遭受更可怕的命運。當兩個原子核通過純量子力學情況隨機融合在一起時,就會發生這種情況。你需要原子核非常緊密地堆積在一起才能實現這一點,幸運的是,對於黑矮星來說,它們的原子核彼此相鄰。
黑矮星通過簡併壓力維持自身的時間是有限的。如果丟失太多核心,地毯就會從它們下面被拉出,它們就會災難性地塌陷成一個 超新星 爆炸。所以這個過程只會影響已經處於崩潰邊緣的黑矮星,這只是其中的百分之幾。但當這百分之幾消失後,在最後一顆恆星死亡很久之後,它們將成為遙遠未來宇宙中唯一的光和輻射源之一。
這需要多長時間?研究人員估計,它會在 10^1,100 到 10^32,000 年後發生,所以不要屏住呼吸。