這就是宇宙的終結方式:不是一聲嗚咽,而是一聲巨響

2020-08-19 奇獵世界

在不可想像的遙遠的將來,被稱為黑矮星的冷恆星殘骸將開始爆炸,形成一系列壯觀的超新星,提供有史以來的最終煙花。這是一項新研究的結論,該研究認為宇宙將在萬物永遠消失之前經歷最後的一次盛宴。

天文學家長期以來一直在考慮宇宙的最終終結。物理學的已知定律表明,約10(100次方)(1號後面跟著100個零)年之後,恆星的誕生將停止,星系會暗下去,甚至黑洞會通過被稱為霍金輻射的過程蒸發,留下只不過是簡單的亞原子粒子和能量。空間的擴展會將能量冷卻到接近0開爾文,或絕對為零,這標誌著宇宙的熱死亡和總熵。

但是,伊利諾州立大學的理論物理學家馬特·卡普蘭注意到,用盡了熱核燃料之後,像太陽這樣的低質量恆星就不會突然爆發出超新星。相反,它們緩慢地脫落了外層,並留下了一個灼熱的地球大小的核,稱為白矮星。

卡普蘭說:「它們本質上是從爐子上取下來的鍋。」「基本上,它們將永遠冷卻。」

白矮星中的粒子保持鎖定在晶格中,該晶格輻射熱量達數萬億年,遠遠長於當前的宇宙年齡。但是最終,變冷,變成了黑矮星。

由於黑矮星缺乏能量來推動核反應,因此它們內部幾乎沒有發生任何事情。聚變需要帶電的原子核來克服強大的靜電排斥和融合。然而,在很長的一段時間內,量子力學允許粒子穿過高能壘,這意味著聚變仍然會發生,儘管速率非常低。

當諸如矽和鎳之類的原子向鐵融合時,它們會產生正電子,即電子的反粒子。這些正電子會如此緩慢地破壞黑矮星中心的一些電子,並削弱其壓力。卡普蘭報告說,對於恆星大約是太陽質量的1.2到1.4倍之間的恆星(大約是當今宇宙中所有恆星的1%),這種減弱最終將導致災難性的引力坍塌,從而引發類似於高質量恆星超新星的巨大爆炸。

卡普蘭說,劇烈的爆炸將在大約10(1100次方)年後開始發生,這是人類大腦幾乎無法理解的數字,爆炸將持續至10(32000次方)年。

希望目睹宇宙這最後的盛宴,可能會感到失望,開始時,與重力相反的神秘物質稱為暗能量將使宇宙中的一切分裂得非常大,以至於每個黑矮星都被廣闊的黑暗所包圍,超新星甚至彼此之間是不可觀測的。

卡普蘭表明,屆時可觀測宇宙的半徑將增長約e 10 ^ 1100(其中「 e」約為2.72),這個數字比上面給出的任何一個都大得多。他說:「這是我職業生涯中必須認真對待的最大數字。」

勞克林說:「必須強調的是,對未來的任何調查都假設,我們對遙遠的未來只是目前的理解,這種假設將在一年或幾年後發生變化。」

我們喜歡凝視遙遠的未來,我們對宇宙的死亡認識肯定會激發人們對宇宙毀滅的迷戀。

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