宇宙原来是个时光机?我们能从宇宙中窥探到遥远的过去吗?

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大家有没有想过 , 当我们眺望星空的时候 , 其实就是在看时光机?
是的 , 我们现在看到的星星和银河的样子 , 都是几百年、几千年、几百万年甚至是几十亿年前的遥远的样子 。 通过观察恒星 , 我们可以知道太阳过去是怎样的 , 将来又会是怎样 。
星星是如何死亡的简单的说 , 恒星的命运是由它的质量决定的 。 更准确地说 , 恒星的命运取决于恒星的形成期 , 也就是恒星刚诞生不久的初始阶段 , 再这一阶段恒星能够向热核反应的“炉”中投入多少物质 , 投入的多 , 恒星的寿命就越长 。
举一个例子 , 质量较小且较暗的红矮星 , 在理论上是可以持续发光数兆年的 。
宇宙中很多红矮星很可能与我们的银河系同龄 , 但到目前为止还没有发现一颗“年老”的红矮星 , 可能是因为我们的宇宙还没有达到红矮星开始老化的年龄吧 。
与红矮星相对的是质量大、亮度高的蓝巨星和白巨星 , 这些质量超过太阳10 -15倍的恒星 , 在短短数百万年的时间内就会“燃烧殆尽” 。
从天文学的角度来看 , 这些恒星将会以超新星爆炸的形式结束自己短暂的生命 , 爆炸之后会留下中子星和黑洞等物质 。
但是像太阳这样处于“中年期”的恒星会怎样呢?
据说像太阳这样的星球 , 一般寿命在100亿年左右 。 这种恒星一旦老化 , 就会因为某种热核反应而开始“膨胀” , 最终变成红巨星这样的大型恒星 。
当然 , 这种恒星中所含的物质会消耗殆尽 。 这意味着它们的密度会降低 , 最终 , 恒星的外层大气会被“流放”到无法用重力维持的遥远地方 , “恶性循环”就这样开始了 。
如果恒星膨胀过度 , 就无法维持原有的形状 , 外层开始消失 , 恒星就会失去质量 , 重力也会减弱 。 这样的话 , 宇宙空间会有更多的物质飞走 , 恒星也会失去更多的质量… 最终留下的只有恒星的核心 , 也就是白矮星 。
人类是怎么知道这些的呢?人类存在的时间 , 即使是与寿命最短的恒星相比 , 还是太短了 , 那么人类是怎么研究出这些恒星的成长过程的呢?这和开头我们将星空称为“时光机器”有关 。
仰望星空 , 你会发现很多不同种类、不同年龄的星星 。 这意味着 , 不同年龄的恒星会有怎样的发展过程 , 是可以建立一定的模型的 。
但是 , 大部分的恒星都是红矮星 , 像太阳这样的黄色星和橙色星很稀少 , 因为处于晚年期的恒星是无法存活太久的 , 因此统计起来数量会更少 。 也就是说 , 对于科学家来说 , 每一颗这样的星星都是非常珍贵的存在 。
超时的巨星“狮子座CW星”是人类成功“捕捉”到太阳这样的恒星死亡瞬间的少数例子之一 。 正如名字所示 , 这颗恒星从地球上看位于狮子座的方向 , 距离地球650光年 。
“狮子座CW星”已经失去了大半的物质 , 所以非常昏暗 , 直到1969年才被发现 。 这颗恒星处于被称为“碳星”的阶段 , “碳星”是红巨星迎来的最终阶段 。 这个时候 , 大气中会发生某种特殊的变化 , 在这个过程中会积累碳 。
据专家推测 , “狮子座CW星”所剩的时间不多了 , 最多也只有1万年到3万年 。 在此期间 , 其核心以外的物质会完全丧失 , 被释放的外层形成行星状星云 , 不久将会冷却并扩散到宇宙空间 。
为了让大家更容易理解“狮子座CW星”到底有多“消瘦” , 在这里用简单的数字来表示 。
10亿年前 , 这颗恒星进入最后阶段的时候 , 它的质量至少是太阳的3倍 。 而现在 , 这颗恒星的质量估计是太阳的0.7到0.9倍 。 也就是说 , 这颗恒星至少“瘦”到了三分之一的质量 , 大约70%的物质已经扩散到了宇宙空间 。
而且 , “狮子座CW星”是一颗巨大的恒星 , 半径相当于太阳的500倍 。 这颗星星上吹着非常强大的“风” , 不断从恒星中向宇宙空间释放流动的物质 。
由这种风形成的“恒星风泡沫”的半径达8万4千au 。 要知道 , 关于太阳圈的边界 , 有各种各样的说法 , 但不管怎样 , 太阳的半径都不会超过250au 。 也就是说 , 太阳圈的大小是狮子座CW星的336分之1 。
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