宇宙中黑矮星,他真的存在嗎?

2022年10月28日21:58:09 科學 1985

作者:瑞立安|盜版必究

在浩渺的宇宙中,存在著無窮無盡的,數以億萬計的天體。又因為引力的作用,形成了像銀河系這樣的巨大星系。很難想像,太陽系只是銀河系中微不足道的星系。像太陽系這樣的星系,在銀河系中達到數億計之多。而宇宙中,像銀河系這樣的龐大星系,同樣數億之多。本期我們將探討一個,宇宙中可能並不存在的天體,這個天體稱之為黑矮星。既然不存在,我們為何又要討論他呢?請稍安勿躁!我們知道宇宙中所有的星體都有生命周期,就像我們人類一樣,只不過人類的生命周期,跟宇宙中的恆星及其他星系相比,人類的生命周期,連微不足道都算不上。但是用這樣的方法對比,就很容易理解,這個虛擬星體的生命周期的演化過程。

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這就不得不提到,一個宇宙的末日理論。認為行星在生命終結後,將成為黑矮星。不過到目前為止,科學家並沒有發現任何黑矮星。也就是說黑矮星,可能是宇宙中並不存在的星體。由於黑矮星是處於中小質量恆星,演化的後期階段。大約是一個太陽質量的恆星,演化形成的終極產物。它由低溫簡併電子氣體組成,整個星體處於最低的能態,無法再產生能量輻射,以碳為主和少量塵埃構成,就像燃燒殆盡的木炭一樣。恆星殘骸冷卻至黑矮星,大約需要兩百萬億年的時間演化,而宇宙的年齡僅有一百三十七億年。因此,黑矮星只是科學家們,根據理論推定的結果。

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既然黑矮星,是根據理論推定的,或許未來將會出現的天體。這個概念又是怎樣被推出的呢?要回答這個問題之前,我們先要弄明白,黑矮星是怎樣形成的。在宇宙中,像太陽質量或更小的恆星,最終能夠演化而成黑矮星天體﹐不能再發出任何輻射能,它處於簡併態。那麼什麼又是簡併態呢?在物理學中,簡併態是指同一物理狀態的多個不同精細物理態。例如在量子力學中,原子中的電子,由其能量確定的同一能級狀態,可以有兩種不同自旋量子數的狀態,該能級狀態是兩種不同的自旋狀態的簡併態。

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黑矮星是相對較小的恆星,在他的整個生命周期階段中,處於最後的殆盡階段,能量已經被耗盡。這些恆星的質量,已不足太陽質量的數倍,然後引發核聚變。由於一顆恆星,從形成到演變為黑矮星,他的生命周期,比現在宇宙的年齡還要長,因此現在的宇宙中,並沒有發現任何黑矮星。 假定宇宙有黑矮星存在,偵測它們的難度,也是非常困難的。由於它們已停止發出輻射,即使有也是極微量的輻射源,也會被宇宙中的微波輻射所遮蔽。即便使用重力偵測,但對於質量較小的星體來說,能獲得偵測到的效果也是非常渺茫的。這個難度相當於偵測一顆和白矮星大小相仿的不發光星體,以現有科學技術,很難分辨它到底是行星還是黑矮星。

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在浩瀚的宇宙中,一切天體都是來源於恆星的演化。在上古鴻蒙時代,也就是盤古開天之前的那段時間,天地處於氫元素組成的彌散氣體的混沌時期,這些氫元素形成的的分子雲,在引力的作用下逐漸匯聚在一起,從而製造出第一次宇宙大爆炸。在此之後產生了第一代恆星,恆星內部的核聚變和一系列化學反應,會將氫元素鍛造成一些更重的元素。當恆星死亡之後,這些重元素會隨著恆星的爆炸,散落在宇宙中。經過漫長的跟隨牽引融合,形成為新的行星或衛星。由於他們星體質量的不同,消耗殆盡後的結局也不一樣。

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質量較大的,超過太陽質量三十倍以上的恆星,產生的核聚變能量,就會非常激烈與巨大。這種現象,我們稱之為超星星爆炸。它會瓦解龐大的恆星,致使大量的物質,被散發到宇宙之中,他不像我們人,所理解的爆炸,會將恆星瓦解成碎片或粉末。而是形成更高密度的天體,就像久煉成鋼般,淬火重生。更加的強大結實,這個天體就是黑洞。

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質量適中的,超過太陽質量十倍以上的恆星,這類恆星消耗殆盡時,也可能會發生一次超新星爆發事件,但是由於他的能量相對小一些,發生爆炸之後,能夠留下的只是核心天體,他成為不了黑洞這樣的天體,這種天體我們稱之為,中子星。如果在它的周圍,有像月亮這樣的伴行衛星的話,可能會不斷的吸收它的物質。經過漫長持續的演化和收縮,使得這顆中子星的質量越來越大,直到中子星的排斥力,無法阻止收縮力。在引力的擠壓下碾成粉末,最終也就成了黑洞。

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所以,黑矮星雖然沒有被發現,但不代表它沒有存在的可能。根據黑矮星的演化時間,大約需要兩百億年,而這個時間極限,遠遠超越了,我們已知的宇宙年齡一百三十七億年的生命周期。因此,黑矮星不是不存在,而是還沒有形成,或者正在形成的過程中,您說是不是呢。

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