这就是宇宙的终结方式:不是一声呜咽 而是一声巨响
艺术家对黑矮星的印象
在不可想象的遥远的将来,被称为黑矮星的冷恒星残骸将开始爆炸,形成一系列壮观的超新星,提供有史以来的最终烟花。这是一项新研究的结论,该研究认为宇宙将在万物永远消失之前经历最后的一次盛宴。
天文学家长期以来一直在考虑宇宙的最终终结。物理学的已知定律表明,约10(100次方)(1号后面跟着100个零)年之后,恒星的诞生将停止,星系会暗下去,甚至黑洞会通过被称为霍金辐射的过程蒸发,留下只不过是简单的亚原子粒子和能量。空间的扩展会将能量冷却到接近0开尔文,或绝对为零,这标志着宇宙的热死亡和总熵。
但是,伊利诺伊州立大学的理论物理学家马特·卡普兰注意到,用尽了热核燃料之后,像太阳这样的低质量恒星就不会突然爆发出超新星。相反,它们缓慢地脱落了外层,并留下了一个灼热的地球大小的核,称为白矮星。
卡普兰说:“它们本质上是从炉子上取下来的锅,基本上,它们将永远冷却。”
白矮星中的粒子保持锁定在晶格中,该晶格辐射热量达数万亿年,远远长于当前的宇宙年龄。但是最终,变冷,变成了黑矮星。
由于黑矮星缺乏能量来推动核反应,因此它们内部几乎没有发生任何事情。聚变需要带电的原子核来克服强大的静电排斥和融合。然而,在很长的一段时间内,量子力学允许粒子穿过高能垒,这意味着聚变仍然会发生,尽管速率非常低。
当诸如硅和镍之类的原子向铁融合时,它们会产生正电子,即电子的反粒子。这些正电子会如此缓慢地破坏黑矮星中心的一些电子,并削弱其压力。卡普兰报告说,对于恒星大约是太阳质量的1.2到1.4倍之间的恒星(大约是当今宇宙中所有恒星的1%),这种减弱最终将导致灾难性的引力坍塌,从而引发类似于高质量恒星超新星的巨大爆炸。
卡普兰说,剧烈的爆炸将在大约10(1100次方)年后开始发生,这是人类大脑几乎无法理解的数字,爆炸将持续至10(32000次方)年。
希望目睹宇宙这最后的盛宴,可能会感到失望,开始时,与重力相反的神秘物质称为暗能量将使宇宙中的一切分裂得非常大,以至于每个黑矮星都被广阔的黑暗所包围,超新星甚至彼此之间是不可观测的。
卡普兰表明,届时可观测宇宙的半径将增长约e 10 ^ 1100(其中“ e”约为2.72),这个数字比上面给出的任何一个都大得多。他说:“这是我职业生涯中必须认真对待的最大数字。”
劳克林说:“必须强调的是,对未来的任何调查都假设,我们对遥远的未来只是目前的理解,这种假设将在一年或几年后发生变化。”
我们喜欢凝视遥远的未来,我们对宇宙的死亡认识肯定会激发人们对宇宙毁灭的迷恋。