宇宙中的最後光源——白矮星

只要有能源,人類就能在宇宙中存活。但是不幸的是宇宙也有死寂的那一天,這個過程需要數十億甚至上百億年,但那一天總會來臨。從宇宙的時間尺度上來看,像太陽這樣的恆星不過是轉瞬即逝。不幸中的萬幸,從人類的角度來看,實際上還是有幾近永恆之所的。那就是恆星的屍體——白矮星。在宇宙滅亡之前,它可能是人類最後的庇護所。

宇宙中的最後光源——白矮星

那麼什麼是白矮星呢?它們消亡後又會發生什麼?不同的恆星,壽命會有很大的差異,這取決於它們的質量。舉個例子:大質量恆星燃燒得又熱又快,在形成後的幾百萬年後,它們會在猛烈的超新星爆發中死亡,但這只是少數,百分之九十七的恆星最終會以形成白矮星的方式終結。變成白矮星的方式有兩種:小質量恆星,也稱紅矮星,它們燃燒萬億年後,最終會變成的白矮星。像太陽這樣中等質量的恆星,也就是黃矮星,就更有意思了,把太陽看作一個巨大的高壓鍋,在引力的作用下,氫在它的核心處聚變成氦,元素的聚變會釋放出巨大的能量,引力與聚變產生的輻射壓使恆星保持穩定,兩者保持在一個微妙的平衡點上。當太陽老去,核心的氫耗盡的時候,太陽就會將氦聚變成更重的元素,當這個階段來臨,它的外層將會脫落,也就是紅巨星階段,“脫皮”結束後,太陽超過一半的質量會逸散到太空中,形成寬達數百萬公里的行星狀星雲,留下來的將會是它曾經的核心,也就是白矮星。

宇宙中的最後光源——白矮星

儘管它以前的直徑是現在的100倍,和地球差不多,但是質量卻有以前的一半。這就意味著其密度極高,一小勺的白矮星質量和一輛汽車差不多。其表面的重力約等於地球表面的十萬倍,這時如果有人試圖踏上白矮星,會在瞬間被壓成一攤冒著熱氣的肉泥。在白矮星的周圍存在生命的可能性十分低,但也並非完全不可能。因為白矮星很小,如果它的行星能夠存在液態水,圍繞白矮星的距離要比地球繞太陽的距離近75倍。如此近的距離是福禍相依,壞處是白矮星將牢牢的鎖住行星,行星的其中一面將永遠是白天,另一面將永遠是黑夜,在白晝交替的地方生命將有機會存活。好處是白矮星能量輸出十分穩定,因此在白矮星周圍生存要比紅矮星附近要安全得多。如果我們能夠找到適宜生存的白矮星,並在圍繞其旋轉的行星定居,我們可以住上十億年。它們的發光時間為什麼比恆星更長久呢?白矮星非常非常熱,最高可達太陽溫度的40倍,是宇宙最熱的東西之一,但它們卻不怎麼活躍,內部的熱量被牢牢困住,沒有辦法跑到別處去,只有表面的溫度能逸散到太空中去,但是太空中熱量幾乎不能透過熱傳導來傳遞,唯一的逃逸方式是透過輻射。這個過程十分低效,對白矮星來說要花上上萬億年才能冷卻下來,這也就使其能夠成為人類最後的庇護所。在宇宙滅寂之前,它們是人類最後的光和能量之源。據科學家估計,白矮星的發光時長可達一萬億億年,比宇宙的生命還要長一百億倍。

宇宙中的最後光源——白矮星

​在遙遠的未來,普通的恆星將不再發光,星系也將消失。直到那時,第一顆白矮星才會變成黑矮星,這時,生命的最後一絲希望也將破滅。黑矮星是十分不活躍的天體,也無法輸出能量,它們溫度極低,幾乎可以達到宇宙的最低溫度。它們也很暗,暗到無法觀測。宇宙至此將進入最終階段——熱寂。這時的宇宙是一個絕對黑暗與寒冷的墓地,許多黑洞和黑矮星散落在數萬億宇宙的各個角落。我們並不知道黑矮星演化到最後會發生什麼,如果構成原子的質子壽命有限,在數萬億年後,黑矮星將慢慢蒸發掉。如果質子不衰減,一段時間後黑矮星將透過量子隧穿變成一些純粹由離子構成的球體。這些離子球將孤獨的在黑暗的宇宙中飄蕩,再也不會有什麼變化了,至此,宇宙全劇終。這或許聽起來讓人有些絕望,但很幸運我們沒有出生在那個極其遙遠的末日未來,也無法見證那一天的到來,這讓我們有足夠的時間去探索宇宙的真理,說不定這預測的末日並不會真的到來……

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