宇宙中黑矮星,他真的存在吗?

2022年10月28日21:58:09 科学 1985

作者:瑞立安|盗版必究

在浩渺的宇宙中,存在着无穷无尽的,数以亿万计的天体。又因为引力的作用,形成了像银河系这样的巨大星系。很难想象,太阳系只是银河系中微不足道的星系。像太阳系这样的星系,在银河系中达到数亿计之多。而宇宙中,像银河系这样的庞大星系,同样数亿之多。本期我们将探讨一个,宇宙中可能并不存在的天体,这个天体称之为黑矮星。既然不存在,我们为何又要讨论他呢?请稍安勿躁!我们知道宇宙中所有的星体都有生命周期,就像我们人类一样,只不过人类的生命周期,跟宇宙中的恒星及其他星系相比,人类的生命周期,连微不足道都算不上。但是用这样的方法对比,就很容易理解,这个虚拟星体的生命周期的演化过程。

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这就不得不提到,一个宇宙的末日理论。认为行星在生命终结后,将成为黑矮星。不过到目前为止,科学家并没有发现任何黑矮星。也就是说黑矮星,可能是宇宙中并不存在的星体。由于黑矮星是处于中小质量恒星,演化的后期阶段。大约是一个太阳质量的恒星,演化形成的终极产物。它由低温简并电子气体组成,整个星体处于最低的能态,无法再产生能量辐射,以碳为主和少量尘埃构成,就像燃烧殆尽的木炭一样。恒星残骸冷却至黑矮星,大约需要两百万亿年的时间演化,而宇宙的年龄仅有一百三十七亿年。因此,黑矮星只是科学家们,根据理论推定的结果。

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既然黑矮星,是根据理论推定的,或许未来将会出现的天体。这个概念又是怎样被推出的呢?要回答这个问题之前,我们先要弄明白,黑矮星是怎样形成的。在宇宙中,像太阳质量或更小的恒星,最终能够演化而成黑矮星天体﹐不能再发出任何辐射能,它处于简并态。那么什么又是简并态呢?在物理学中,简并态是指同一物理状态的多个不同精细物理态。例如在量子力学中,原子中的电子,由其能量确定的同一能级状态,可以有两种不同自旋量子数的状态,该能级状态是两种不同的自旋状态的简并态。

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黑矮星是相对较小的恒星,在他的整个生命周期阶段中,处于最后的殆尽阶段,能量已经被耗尽。这些恒星的质量,已不足太阳质量的数倍,然后引发核聚变。由于一颗恒星,从形成到演变为黑矮星,他的生命周期,比现在宇宙的年龄还要长,因此现在的宇宙中,并没有发现任何黑矮星。 假定宇宙有黑矮星存在,侦测它们的难度,也是非常困难的。由于它们已停止发出辐射,即使有也是极微量的辐射源,也会被宇宙中的微波辐射所遮蔽。即便使用重力侦测,但对于质量较小的星体来说,能获得侦测到的效果也是非常渺茫的。这个难度相当于侦测一颗和白矮星大小相仿的不发光星体,以现有科学技术,很难分辨它到底是行星还是黑矮星。

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在浩瀚的宇宙中,一切天体都是来源于恒星的演化。在上古鸿蒙时代,也就是盘古开天之前的那段时间,天地处于氢元素组成的弥散气体的混沌时期,这些氢元素形成的的分子云,在引力的作用下逐渐汇聚在一起,从而制造出第一次宇宙大爆炸。在此之后产生了第一代恒星,恒星内部的核聚变和一系列化学反应,会将氢元素锻造成一些更重的元素。当恒星死亡之后,这些重元素会随着恒星的爆炸,散落在宇宙中。经过漫长的跟随牵引融合,形成为新的行星或卫星。由于他们星体质量的不同,消耗殆尽后的结局也不一样。

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质量较大的,超过太阳质量三十倍以上的恒星,产生的核聚变能量,就会非常激烈与巨大。这种现象,我们称之为超星星爆炸。它会瓦解庞大的恒星,致使大量的物质,被散发到宇宙之中,他不像我们人,所理解的爆炸,会将恒星瓦解成碎片或粉末。而是形成更高密度的天体,就像久炼成钢般,淬火重生。更加的强大结实,这个天体就是黑洞。

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质量适中的,超过太阳质量十倍以上的恒星,这类恒星消耗殆尽时,也可能会发生一次超新星爆发事件,但是由于他的能量相对小一些,发生爆炸之后,能够留下的只是核心天体,他成为不了黑洞这样的天体,这种天体我们称之为,中子星。如果在它的周围,有像月亮这样的伴行卫星的话,可能会不断的吸收它的物质。经过漫长持续的演化和收缩,使得这颗中子星的质量越来越大,直到中子星的排斥力,无法阻止收缩力。在引力的挤压下碾成粉末,最终也就成了黑洞。

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所以,黑矮星虽然没有被发现,但不代表它没有存在的可能。根据黑矮星的演化时间,大约需要两百亿年,而这个时间极限,远远超越了,我们已知的宇宙年龄一百三十七亿年的生命周期。因此,黑矮星不是不存在,而是还没有形成,或者正在形成的过程中,您说是不是呢。

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