當(dāng)我們?cè)谝雇硖痤^看向天空的時(shí)候,事實(shí)上,我們能夠看到的天體并不多,就連整個(gè)銀河系都沒(méi)有包括在內(nèi),只是其中的一小部分而已。
而且由于很多天體都是不發(fā)光的,這也導(dǎo)致我們無(wú)法直接觀測(cè)到,所以,我們?cè)谝雇砜吹降男切牵聦?shí)上絕大多數(shù)都是一顆顆恒星。那么,恒星在宇宙中是什么地位?宇宙中密度最大的天體,是否就是恒星呢?
恒星在宇宙中的地位
現(xiàn)代科學(xué)研究認(rèn)為,宇宙誕生于一場(chǎng)奇點(diǎn)大爆炸,這場(chǎng)奇點(diǎn)大爆炸發(fā)生在137.7億年之前,在大爆炸發(fā)生之前,宇宙中什么都沒(méi)有,而在大爆炸剛發(fā)生后不久,宇宙中的物質(zhì)元素也并不多。
大知道大爆炸過(guò)了1-2億年左右的時(shí)間,這個(gè)時(shí)候,宇宙中的第一代恒星出現(xiàn)了,它們通過(guò)內(nèi)部的核聚變?nèi)紵?,開(kāi)始不斷向宇宙中提供新的物質(zhì)元素,在這個(gè)過(guò)程中,宇宙也一點(diǎn)點(diǎn)變得豐富起來(lái)。
隨后,宇宙中又出現(xiàn)了第二代恒星、第三代恒星,伴隨著宇宙中的物質(zhì)元素越來(lái)越豐富,在這些恒星的周?chē)?,也開(kāi)始漸漸出現(xiàn)了行星,有行星的出現(xiàn),也就意味著生命的奇跡有可能會(huì)發(fā)生。
由此可見(jiàn),恒星在宇宙中的地位,相當(dāng)于宇宙的“造物主”,如果沒(méi)有恒星的出現(xiàn),可能一直到今天,宇宙都是非?;臎龅?,除了少量的氣體塵埃之外,什么都沒(méi)有。
當(dāng)然,在宇宙中,除了我們熟悉的恒星、行星之外,還有很多別的天體,例如多年來(lái)科學(xué)家們研究的中子星、白矮星、黑洞等等,而且科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),這些天體的出現(xiàn),事實(shí)上也與恒星的演化有關(guān)。
恒星的演化
所謂的恒星演化,就是恒星出生后開(kāi)始,說(shuō)經(jīng)歷的一系列演化過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,恒星也在不斷變化著自己的序列,然后在生命的尾聲,經(jīng)過(guò)最后的演化,成為另外一種天體。
根據(jù)現(xiàn)有的研究來(lái)看,恒星在生命的尾聲,最終會(huì)變成的天體存在三種類(lèi)型,就是上文中我們提到過(guò)的白矮星、中子星和黑洞。
那么,這又是如何產(chǎn)生的呢?我們都知道,恒星的壽命長(zhǎng)短,事實(shí)上和恒星的質(zhì)量大小有關(guān),一般來(lái)說(shuō),超大質(zhì)量的恒星可能生命周期僅有幾百萬(wàn)年的時(shí)間,而小質(zhì)量的恒星,則可以在宇宙中存在數(shù)百億光年,甚至更久的時(shí)間。
在大質(zhì)量恒星演化到生命的尾聲后,經(jīng)歷了超新星爆發(fā),它就會(huì)變成一個(gè)恒星級(jí)黑洞,而質(zhì)量處于中等的恒星,則會(huì)變成中子星,同樣的,小質(zhì)量的恒星則會(huì)變成白矮星。
舉一個(gè)例子:太陽(yáng)作為一顆質(zhì)量不算大的恒星,再過(guò)50-70億年左右,太陽(yáng)就會(huì)在生命的尾聲經(jīng)歷了內(nèi)部坍縮后,最終變成一顆白矮星。
說(shuō)起來(lái),在宇宙中,恒星級(jí)黑洞、中子星和白矮星,都是很常見(jiàn)的類(lèi)型,而在這三種由恒星演化的天體之中,密度最大的,同時(shí)也最為神秘的,則是黑洞。
黑洞的密度有多大?
雖然早在愛(ài)因斯坦的相對(duì)論中,愛(ài)因斯坦就已經(jīng)預(yù)言了黑洞的存在,然而人類(lèi)發(fā)現(xiàn)黑洞的時(shí)間卻并不長(zhǎng),2019年的時(shí)候,人類(lèi)才第一次拍到了黑洞的照片。
為何說(shuō)黑洞非常神秘呢?這是因?yàn)楹诙吹拿芏葲](méi)有極限,就連光,也無(wú)法從黑洞的視界中逃脫。
當(dāng)然,科學(xué)家們也嘗試著對(duì)于黑洞的密度進(jìn)行計(jì)算,比方說(shuō),如果將地球變成一個(gè)黑洞的話,需要將地球不斷壓縮,一直到地球密度可以和黑洞的密度相媲美,而這個(gè)時(shí)候的地球,則會(huì)變成一個(gè)僅有8毫米大小的小天體,可以說(shuō),它基本上處于被忽視的狀態(tài)了。
從這一點(diǎn)也可以看出,黑洞的密度有多么的大。除了黑洞之外,宇宙中另一個(gè)密度很大的天體,就是同樣由恒星演化而成的中子星,根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)的研究,中子星的密度大約為每立方厘米8^14~10^15克,那么,中子星的密度,為何又這么大呢?
中子星的密度之謎
在恒星演化的末期,當(dāng)恒星經(jīng)歷了超新星爆炸之后,卻因?yàn)橘|(zhì)量沒(méi)有達(dá)到黑洞的標(biāo)準(zhǔn),而會(huì)變成介于黑洞和白矮星之間的天體——中子星,而中子星,也成為了宇宙中,除了黑洞之外,密度最大、最神秘的天體之一。
說(shuō)起來(lái),之所以中子星的密度非常大,是因?yàn)樗暮送怆娮訅旱沽嗽雍藘?nèi),這就使得中子星變成了由一群中子密密麻麻排列的天體,在這些中子之中,縫隙也變得最小,所以,中子星因?yàn)闆](méi)有什么空余部分,這就導(dǎo)致它的密度變得非常大了。
如果將地球變成和中子星的密度一樣大,那么,地球?qū)⒆兂梢粋€(gè)直徑大約為40米左右的球體,雖然看起來(lái)也變得非常小了,不過(guò),和壓縮到黑洞質(zhì)量的地球相比,這已經(jīng)是一個(gè)龐然大物了,從這一點(diǎn)也可以看出,黑洞作為宇宙中密度最大的天體,它有多么的驚人。
那么,無(wú)論是黑洞也好,還是中子星、白矮星也好,它們未來(lái)還會(huì)繼續(xù)演化嗎?有可能變成什么呢?
目前,科學(xué)家們最了解的就是白矮星了,有觀點(diǎn)認(rèn)為,白矮星最終會(huì)演化成黑矮星,這也是它的最后階段,如果未來(lái)宇宙中所有的白矮星都變成了黑矮星,宇宙中也沒(méi)有新的天體出現(xiàn),這也意味著,宇宙也會(huì)隨之走向尾聲。
同樣,一些研究認(rèn)為,中子星經(jīng)過(guò)演化后,也會(huì)變成黑矮星,畢竟它也是有恒星演化而來(lái)的,所以最終的結(jié)局和白矮星一樣,也沒(méi)有生命奇怪。
那么,黑洞又會(huì)是什么呢?也是會(huì)變成黑矮星嗎?科學(xué)家們并不這么認(rèn)為,有觀點(diǎn)認(rèn)為,黑洞的最終命運(yùn),或許是坍縮成為一個(gè)奇點(diǎn),不過(guò),也有觀點(diǎn)認(rèn)為,黑洞最終會(huì)在坍縮后,消失得無(wú)影無(wú)蹤,你覺(jué)得答案會(huì)是什么呢?