一個巨大恆星，密度不及水的億分之一，為何還能進行核聚變反應？

2020-10-18 徐德文科學頻道
宇宙的主角無疑是恆星，夜空中我們能看到的，除了月亮和幾顆太陽系的行星，其它的就都是恆星了。
恆星通常佔據了一個恆星系的絕大部分質量，所以恆星往往重得驚人。
最小的恆星是中子星，半徑只有10到20公裡，質量卻達到了太陽的1.35到2.1倍，可謂密度驚人，1立方釐米就有10億噸。
而最大的恆星是離我們9500光年的盾牌座UY，它的直徑是太陽的1708倍，即2,375,828,000公裡，內部可以裝下50億個太陽，或者6500萬億個地球，亮度是太陽的34萬倍。
如果把盾牌座UY和太陽交換位置，我們的地球就直接到它肚子裡涼快去了。
甚至火星、木星也將被它吞沒，只有土星勉強可以逃脫。
如此巨大的恆星，即使是光，繞它的赤道跑一圈也需要近7個小時，而繞我們的太陽卻僅需14.5秒。
盾牌座UY的巨大實在「罄竹難書」，你的下巴可能已經掉在地上彈了幾下了。而下面一個事實恐怕會讓你的眼睛也掉到地上去，噹噹當不知彈到哪裡去。
如此巨大的盾牌座UY，其質量卻只有太陽的32倍，這意味著它的密度極低，低到什麼程度了呢？簡單計算一下，你就知道它的密度只有9×10^-9克/立方釐米，也就是不到水密度的1億分之一。
這個密度有多小呢？它已經可以和保溫瓶內膽的真空度相當了，甚至比電燈泡的真空度還高。
我們的太陽是多少呢？1.4克/立方釐米。
盾牌座UY的質量主要集中在核心，這意味著它外圍的密度會更小，如果它在我們太陽的位置，是不是意味著地球、火星、木星雖然在它的肚子裡，仍然有可能倖存下來呢？
這就帶來一個有趣的問題，宇宙中那些巨大恆星的內部，會不會仍然有行星存在呢？
這個腦洞可能大得太過分了。
盾牌座UY的壽命只有1000萬年到5000萬年，亮度是太陽的34萬倍，這意味著它溫度極高，一刻不停地向周圍輻射著巨大的能量，沒有任何星球能在它內部的高溫中倖存下來。
即使高溫不會影響這些行星，即使密度比水還低1億倍，其內部還是有大量的粒子存在，這些行星出現在那裡，很快就會因為摩擦力減速，燃燒著墜入恆星的更深處。
一些人可能會提出另一個問題，盾牌座UY密度如此之低，它怎麼會發生聚變反應釋放能量的呢？
事實上恆星的聚變反應都在核心進行，這裡的物質被壓縮到高溫高壓高密度狀態，所以才會點燃氫聚變；而盾牌座UY的核心，實際已經點燃氦聚變了，氫則在氦芯周圍的殼層中繼續融合。
這樣的情況註定無法維持很久，很快盾牌座UY就將走完它短暫的一生，在超新星的巨大爆炸中坍縮成一顆黑洞，爆發時的亮度將超過整個銀河系的亮度，伽馬射線暴會把周圍恆星系的生命殺滅——如果有的話。幸好我們離它還比較遠！
不光體積巨大的恆星密度極低，質量巨大的黑洞也是如此。一個超過太陽37.7億倍質量的黑洞，其視界內的密度就已經比空氣還小了，這可能已徹底顛覆了你黑洞密度無限大的概念了吧？事實上這個無限大是指它的奇點，而我們平時說的黑洞大小，是指它的視界，體積和直徑是呈立方關係的，質量越大密度越小也就沒什麼好奇怪的了。
甚至有一個觀點說，我們的宇宙就是一個黑洞，因為按可觀測宇宙直徑930億光年來算，其密度剛好和同樣大小的黑洞密度相當，這就不得不引人遐想了，難道我們的宇宙本來就是一個黑洞？

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    太陽作為一個巨大的等離子體，它的內部大量都是氫氣，通過核聚變，源源不斷的向外發射著各類能量，科學家對此進行過一個比喻，比方說每秒鐘太陽會像太空中拋灑大約22萬億的錢，不過實際上落在地球上的，卻只有22萬億分之一，而最終真正屬於人類的，則又只剩下了22萬億分之一中的萬分之一。
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    太陽的能量和人類所製造的氫彈都是基於核聚變，但兩者卻有著很大的區別，因為如果以製造氫彈的標準來衡量太陽，太陽根本無法發生聚變反應，原因就在於它的溫度不夠。為了弄懂太陽是怎麼一回事，我們有必要先簡單了解一下氫彈的原理。氫彈雖然叫做氫彈，但通常使用的原材料並不是氫，而是氚和氘，此二者是氫的同位素。
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