太阳死亡后会变成白矮星,若人类文明走到时间

作者: 科学科技  发布:2019-08-22

人类文明是一个存在如此之久,同样曾数次濒临灭绝的文明。甚至有研究表明在公元前7000年因为超级大火山,人类总数曾下降到数千人。同时在上世纪,人类也差点毁于核武器。

数千年来,人们一直想要知道一个问题的答案,那就是:宇宙会有终结吗?美国诗人艾略特在描写这个世界的终结时写道:" 不是爆炸,而是呜咽。" 但如果你想要得到一个更加详实的回答,你会发现物理学家们早就在自己的脑海中将这个问题反反复复思考了无数次,并且已经列出了几种最有可能的结局。

当太阳死亡之后,就会成为一颗白矮星,那么当它的白矮星阶段结束之后呢?理论上讲,它会成为一颗黑矮星,这是一种真正的死星,它不发光不发热,看上去没有任何生机,但是只要宇宙的物理定律不发生变化,那么它就会永远存在下去。

根据费米理论,人类很难活过下世纪,但即使人类成功应对了所有大灾难,比如核战争,反物质战争,存在主义危机,太阳的毁灭等,还是会迎来一道最终关卡:宇宙的终结。

美国新罕布什尔达特茅斯大学宇宙学家罗伯特 · 卡德维尔(Robert Caldwell)指出:" 在教科书和宇宙学课堂上,我们了解到宇宙的未来存在三种不同的命运走向。"

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在其中的一种命运走向中,宇宙将永远膨胀下去,于是其中的所有物质将最终完全解体,变成能量形式存在,宇宙在寂静中缓慢 " 死去 ",也就是物理学家们常说的所谓 " 热寂 "(heat death);或者,按照第二种命运路径,引力将最终阻止宇宙的无限膨胀并开始反向收缩过程,最终宇宙将塌缩,产生一次 " 逆向大爆炸 " 过程,即所谓 " 大挤压 "(Big Crunch);除了这两种之外,还有第三条路:宇宙中的暗能量将导致宇宙的膨胀加速,越来越快,导致无法控制的 " 大撕裂 "。

不单是白矮星会演变成黑矮星,中子星在经过长时间的能量辐射之后也有可能变成白矮星,然后再经过长时间的辐射变成黑矮星,也有科学家认为黑洞如果不吸收物质和能量的话,通过霍金辐射的衰变也有可能变成中子星,那么如果再通过衰变变成白矮星,接着衰变下去,就成了黑矮星。

我们知道宇宙开始于一场大爆炸,或者确切地说,一场137亿年前的宇宙暴涨和随之发生的宇宙的膨胀,而宇宙至今仍继续膨胀,甚至速度比以前更快。

在探讨宇宙的死亡之前,我们先来看一下宇宙的诞生。我们当前的认识是认为时间和空间都源自宇宙大爆炸——这是一个亚原子尺度,超高温,超高密度的点突然爆炸性膨胀的结果。当一切开始逐渐降温,冷却到一定温度的时候,粒子开始形成,并逐渐构建出宇宙中的那些较大尺度上的结构,比如星系,然后是恒星,行星,地球,还有我们,诞生了。今天大约是宇宙诞生之后 137 亿年,但我们还不清楚宇宙还可以存在多久。

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我们的太阳会在50亿年后终结,先成为红巨星,再坍缩为白矮星。而再过120万亿年,所有的恒星最终都会成为白矮星或黑洞。

宇宙的第一种命运是 " 热寂 ":有一天,宇宙中所有恒星都将最终耗尽最后的能源,并先后死去,宇宙中将不再有闪耀的恒星,剩下的只是致密的恒星尸体:白矮星,中子星等等。而那些最大质量的恒星死去之后留下的则是黑洞。尽管这些黑洞并不像很多人所想象的那么 " 贪吃 ",但只要经过足够长的时间,宇宙中的绝大部分物质还是将会被这些黑洞吞噬。这时候,某些奇异的事情就将发生。

不过,不吸收物质的黑洞和中子星衰变到发生质变时间都极其漫长,单说白矮星到黑矮星的衰变演化阶段就长达至少200亿年,然而宇宙的年龄至今不过137亿年,所以宇宙中至今没有黑矮星出现。

再过数万亿年(甚至更久,遥远的无法想象),宇宙的黑洞纪元开始了,此时的宇宙一片漆黑,偶尔被黑洞碰撞发出的光照亮。而这一时期会持续很久,直到所有的黑洞蒸发掉。

已故英国物理学家霍金认为,黑洞并非完全 " 只出不进 ",而是会产生一种称为 " 霍金辐射 " 的特殊辐射效应。这种辐射实际上会消耗一部分黑洞的质量,从而导致黑洞发生缓慢的 " 蒸发 "。英国赫尔大学天体物理学家凯文 · 平布莱特(Kevin Pimbblet)指出:在大约 10 的 100 次方年之后(对,这是一个很大很大的数字,写出来大概就是 1 后面跟着 100 个 0),宇宙中所有的黑洞都将蒸发消失。此时的宇宙将变得一无所有,剩下的只有虚空中的能量。

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如果有文明延续到了那个时候,他们生存下去的唯一方式就是利用黑洞的能量。当然,无论这些文明是什么样子,他们肯定已经不再是生物性的。

与之相反,如果按照 " 大挤压 " 理论给出的未来前景,恒星和星系之间的引力作用有朝一日将开始拉拽整个宇宙,使其开始收缩。整个过程有点像是宇宙大爆炸的逆向过程,这一过程中星系群之间将逐渐相互靠近并最终合并,恒星和行星相互碰撞,融合,最终整个宇宙和它其中的一切都将回归到一个体积无限小,密度无限大的点上——就像大爆炸发生之前那样。

然而宇宙中有不吸收物质的黑洞,中子星乃至白矮星吗?根本没有!因为天体引力的作用,每一种星体都在不断的吸收周围的物质和能量,因此天文观测中看到的大都是小星体通过吸收物质和能量变成了更大的星体,比如小行星通过碰撞融合变成更大的小行星,一些小行星和彗星撞击行星让行星质量变得更大,而每个恒星系统中的主恒星也都在不断的吸收物质变得更大,黑洞等就更不用说了,有的黑洞甚至能吸收一个星系的物质变成类星体。

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