爆炸的黑矮星可能是「宇宙中有趣的事情」

2020-08-17 流芳科學

TS艾略特（TS Elliot）在他的著名詩中說：「這就是世界的終結方式，不是一聲巨響，而是一聲哀號。」 這些天來，科學家們認為宇宙的熱度正在減弱，但是一項新的理論分析預測，宇宙將以爆炸的黑矮星的形式呼吸其最終的喘息。

根據發表在《皇家天文學會月刊》上的最新研究，自從萬億年後的萬億年以來，在最後一顆恆星消失之後，最重的黑矮星將開始成為超新星。黑矮星是白矮星的冰凍殘留物，白矮星本身是低質量恆星的殘留物。該研究的唯一作者，來自伊利諾州立大學的天體物理學家馬特·卡普蘭（Matt Caplan）說，這些爆炸將是「宇宙中發生的最後一件有趣的事情」，正如他在ISU新聞稿中所解釋的那樣。

  • 深棕矮星的藝術概念，可能類似於假設的黑矮星，預計在不久的將來會存在。圖片：NASA / JPL-Caltech

宇宙可以以多種方式終結，但是目前最好的猜測是，在其內部的一切都被撕成碎片之後，包括星系，太陽系，恆星，甚至原子，都將繼續膨脹。卡普蘭在給我的一封電子郵件中寫道，等到黑矮星爆發時，宇宙將「冷淡無生命」。「宇宙的膨脹早已將所有剩餘的物體分隔開了很長的距離，以至於沒有光能夠從一個物體到達另一個物體。」 「每個物體都會發現自己在一個宇宙中，在各個方向上完全沒有其他任何東西。將會很冷，接近零。」

當現存的恆星變成超新星時，這是由於其核中過量的鐵-這是內部核反應的結果。對於較小的恆星，也不能這樣說，它們最終會燃燒並縮小成白矮星。根據理論，白矮星最終將在不久的將來失去光澤並結冰，過渡為黑矮星。沒有熱源，它們就永遠冷卻下來，直到它們變成&39;，不再發光為止。這有點像從烤箱中取出一個熱鍋，它所能做的就是很酷。

這些假設的物體大約是地球的大小，但質量接近我們的太陽。重要的是，核反應仍將在這些密集，冰冷的世界中發生，但速度比正常情況要慢得多。就像新研究預測的那樣，儘管在宇宙學上很長的時間尺度上，這些反應都會導致鐵的穩定積累。考慮到這一點，卡普蘭對數字進行了估算，以估計這些黑矮星產生足夠的鐵來觸發超新星爆炸需要多長時間。

重要的是，這些爆炸只會在最大的黑矮星中發生，即大約是太陽質量的1.2至1.4倍的黑矮星。這些超新星是宇宙中有史以來最後一次發生，最終將在距今約10 32,000年後停止，此後，宇宙將真正成為一個安靜而平坦的地方。卡普蘭說，他的分析考慮了宇宙膨脹的影響。不過，他說：「如果暗能量與我們目前所懷疑的不同，那麼宇宙的膨脹可能會在黑矮星有機會爆炸之前將其摧毀。」 更重要的是，卡普蘭的計算是基於我們對核物理，天體物理學和宇宙學的當前理解，但公平地說，科學家無法確定物理學定律和宇宙常數在不久的將來是否會保持不變。例如，在這個未來關頭，宇宙甚至可能不存在。

「一些粒子物理學理論預測，質子從根本上來說是不穩定的，並且會衰減掉，儘管尚待觀察或證實。如果真是這樣，那麼所有物質都會在任何黑矮星爆炸之前很久就「蒸發」。」卡普蘭說。「這只是一個例子。從某種意義上講，我們對遙遠未來的理解完全取決於我們對當今物理學定律的理解，而我們所知的物理學上的微小變化會對宇宙及其內容的最終命運產生巨大的影響。」

儘管卡普蘭說這些黑矮星超新星將是「宇宙中最後一件有趣的事情」，但我們問他在這一階段之後是否會產生某種後果或興趣。他說：「取決於您對有趣的定義。」 「如果一個漂浮在與所有其他物體完全因果分離的宇宙中的冷鐵球很有趣，那麼我想您會發現一些有趣的東西。」好的，很公平。但是，如果所有這一切都有安慰的話，那就是至少根據某些理論，宇宙將永遠繼續膨脹。它會死，冷和死氣沉沉，但至少它仍然存在。


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