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现在的宇宙正处于一个群星闪耀的时期 , 无论我们向宇宙中的哪个方向看去 , 总是会看到大量的恒星 , 然而这些恒星却不会永远存在 , 因为宇宙中的恒星所释放出的光和热 , 都是来自于其内部的核聚变反应 , 当恒星内部的“燃料”燃烧殆尽之后 , 它们就会“熄灭” 。
氢元素是恒星核聚变的“基础燃料” , 也是宇宙中最多的元素 , 从宇宙诞生开始一直到现在 , 宇宙中的恒星所消耗的氢元素也不到其总量的1% , 然而由于核聚变不可逆转 , 因此宇宙中可以被恒星用来进行核聚变的物质 , 迟早会有消耗完的那一天 。 根据现有的宇宙模型可以估算出 , 在大约100万亿年之后 , 宇宙中所有的恒星都将彻底“熄灭” 。
核聚变不可逆转 , 当所有恒星都燃烧殆尽 , 宇宙是否就走到了尽头呢?答案当然是否定的 , 实际上 , 科学家们对“宇宙在未来会如何演化”提出了多种假说 , 例如“宇宙大撕裂假说”认为 , 驱动宇宙膨胀的暗能量将在未来逐渐增强 , 并最终将宇宙中所有的物质撕成亚原子粒子 。
“宇宙热寂假说”认为 , 宇宙的熵会随着时间的流逝而不断增加 , 当熵达到最大值时 , 宇宙中就再也没有可以维持运动或者生命的能量存在(注:熵可以理解为一个系统的混乱程度 , 熵越高 , 系统的混乱程度就越大) 。
而“振荡宇宙假说”则认为 , 宇宙在未来并不会无休无止地膨胀下去 , 当宇宙膨胀到一定程度的时候 , 就会在万有引力的作用下开始坍缩 , 随着这个过程的持续 , 宇宙的坍缩将会越来越快 , 最终重新成为一个极为致密的“奇点” , 在此之后 , “宇宙大爆炸”又会再次发生 , 如此反复 。
总而言之 , 在科学家提出的这些假设中 , 没有任何一种会认为 , 恒星全部“熄灭”就是宇宙最终的结局 。 需要指出的是 , 即使是上述假说都不成立 , 宇宙也需要非常漫长的时间才会走到尽头 。
当所有恒星都燃烧殆尽之后 , 宇宙中并不会陷入绝对的黑暗 , 因为一些恒星的残骸(如中子星、白矮星) , 会因为自身的高温而缓慢地向外辐射出能量 , 黑洞在吸收周围的物质时 , 也会在黑暗中绽放出一丝光明 , 在中子星或白矮星发生碰撞之时 , 甚至还会“昙花一现”般地发出强烈的光芒(超新星爆发) 。
除此之外 , 宇宙中的两颗(或多颗)褐矮星合并之后形成的天体 , 其内部还会点燃核聚变 , 进而形成低质量的红矮星 , 并在接下来的很长一段时间里 , 给宇宙带来一点点微弱的光明 。
(注:褐矮星是一种质量介于恒星和行星之间的天体 , 常被称为“失败的恒星”)
随着时间的流逝 , 宇宙会变得越来越冷 , 也越来越暗 , 在大约10^40年之后 , 宇宙中将只剩下黑洞这一种天体 , 然而黑洞也不会在宇宙中永恒地存在 。
根据物理学家斯蒂芬·霍金的研究 , 黑洞并不是我们想象中的那种“只进不出”的天体 , 实际上 , 黑洞会通过“霍金辐射”慢慢地向外释放能量 , 并因此而损失自身的质量 , 我们可以简单地理解为 , 宇宙中所有的黑洞都会以非常缓慢的速度“蒸发” 。
当最后一个黑洞“蒸发”殆尽之后 , 宇宙中就只剩下了一些能量极低的光子以及亚原子粒子 , 从此再也不能泛起一丝波澜 , 而此时的宇宙就可以认为是走到了尽头 。 那么这需要多长的时间呢?
黑洞的质量越大 , 其“蒸发”的速度就越慢 , 对于一个3倍太阳质量的恒星级黑洞来讲 , 需要大约10^68年才会“蒸发”殆尽 , 而那些原本位于星系中心的超大质量黑洞 , 则需要10^92至10^93年才会完全消失 。
也就是说 , 在这种情况下 , 宇宙至少需要10^92年的时候才会走到尽头 , 与之相比 , 宇宙中所有恒星都燃烧殆尽所需要的时间却“只有”10^14年(即100万亿年) , 根本就不值一提 。
好了 , 今天我们就先讲到这里 , 欢迎大家关注我们 , 我们下次再见 。
【恒星|核聚变不可逆转,当所有恒星都燃烧殆尽,宇宙是否就走到了尽头?】(本文部分图片来自网络 , 如有侵权请与作者联系删除)
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