恒星原创 如果有一天宇宙只剩下红矮星,夜空是否会彻底变得黑暗?


_本文原题:如果有一天宇宙只剩下红矮星 , 夜空是否会彻底变得黑暗?
在一个晴朗的夜晚、完全没有光污染的地方 , 当你抬起头仰望星空的时候 , 会发现几千颗星星在你的头顶闪烁 。

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天文学家告诉我们:除了几颗行星、少数星云等天体结构外 , 其他的都是银河系内的恒星 。 其中近的距离我们仅有几光年 , 远的达到了数千光年 。 比如参宿四 , 距离我们640光年 , 却能跨越如此遥远的距离 , 将光线传播到地球 , 被我们观测 。 肉眼可见最远恒星海山二 , 甚至远在7500光年以外 , 依然有4.3等的视星等(肉眼可见最暗星等为6等) , 不能不说是宇宙中的奇迹 。
可是 , 那些被我们看到的恒星 , 只是银河系无数天体中的佼佼者 。 还有更多的天体不够明亮 , 最终发出的光线在传播过程中逐渐被吸收或者分散 , 淹没在夜空之中 。 在我们方圆几千光年的范围内 , 恒星的数量又岂止是几百万颗!只不过 , 它们没有那么耀眼的光芒 , 无法被我们的肉眼观测到 , 必须借助望远镜才能发现 。

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(图片说明:哈勃太空望远镜拍摄到的比邻星 , 尽管距离我们非常近 , 但是不借助望远镜 , 我们是看不到它的)
比如目前发现距离太阳系最近的恒星比邻星 , 距离我们仅仅4.22光年 , 只有参宿四的0.66% 。 但是 , 直到1915年 , 天文学家才通过望远镜观测到了它 。 这是因为比邻星实在太小了 , 质量只有太阳的1/8左右 , 半径也仅有太阳的1/7 。 所以 , 即使如此之近 , 但比邻星的视星等只有11等左右 , 几乎只有参宿四的1/10000(有趣的是 , 两颗恒星的表面温度却非常接近 , 都只比太阳温度的一半高一点) 。
实际上 , 参宿四这样的恒星是少数 , 据科学家的观测 , 银河系内只有20%的恒星比太阳大 。 而像比邻星这样的小天体 , 才是银河系中最常见的类型 , 它们就是红矮星 。

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所谓红矮星 , 也就是M型主序星 , 占据了银河系恒星总数的70%左右 。 通常来说 , 它们的质量通常不足太阳的一半 , 大部分都在太阳质量的1/3以下 。 由于质量小 , 所以红矮星内部的核聚变也相当温和 , 导致表面温度非常低 , 辐射少 , 有一些红矮星的辐射强度不足太阳的万分之一 , 所以它们普遍都非常暗 。 实际上 , 如果不借助望远镜 , 我们的肉眼根本看不见任何一颗红矮星——连最近的比邻星都无法看见 , 何况其他红矮星呢!
尽管它们是如此渺小 , 但正所谓“寸有所长” , 红矮星有一个特点是其他恒星无法企及的——寿命 。
你可能以为红矮星比较小 , 燃料也少 , 所以会更容易走到生命的尽头 。 实际上恰恰相反 , 由于质量小、核聚变速度极慢 , 所以红矮星的寿命普遍都非常久 。

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以我们的太阳为例:在它的核心区域 , 每秒钟有6亿吨的氢发生聚变反应形成氦 , 并且向外释放能量 。 这不仅仅是质量带来的结果 , 也是太阳维持现状的必要手段 。 如果反应速度比这慢一点 , 提供的能量少一点 , 太阳就会无法承受巨大质量带来的恐怖引力而坍缩 。
按照这个速率 , 太阳的寿命将在大约50亿年后走到尽头 。 算上它已经度过的46亿年岁月 , 它一共可以在宇宙中存在差不多100亿年 。
这里要说明一下:核聚变反应仅仅发生在太阳的核心区域 , 因为只有那里才有足够的温度和压力 , 符合反应条件 。 在太阳燃烧的过程中 , 核心处的氢不断地消耗 , 而外侧的氢会源源不断地供给到内部 , 提供新鲜的燃料 。 等到太阳死亡的那一天 , 它也不会完全烧尽所有的氢 。分页标题
而质量更大的红巨星 , 燃烧也会更加剧烈 , 寿命也更短 。 当你抬头仰望夜空的时候 , 天上闪烁的恒星中 , 有很多都是这种短命的恒星 , 它们长的可以燃烧几千万年 , 短的甚至几百万年后就会烧光燃料 , 爆发为超新星 。 比如参宿四 , 很多人都期待看到它爆发的那一天 。
(图片说明:科学家模拟的超新星爆发)
只有这些懂得珍惜自己燃料、精打细算的红矮星 , 才可以活得更久 。
科学家告诉我们 , 即使是寿命最短的红矮星 , 也可以存在数百亿年;寿命最长的红矮星 , 甚至可能燃烧数万亿年 。 相比之下 , 我们的宇宙也才只有138亿年的寿命 。
像太阳这样的黄矮星 , 死亡的时候还会膨胀为红巨星 , 大幅提高自己的亮度 。 但是 , 由于自身质量不足以将内部的氦元素聚变为更重的元素 , 所以即使到了死亡那一天 , 红矮星也不会像太阳那样膨胀 , 反而会开始收缩 , 变得越来越暗 。
按照这个说法 , 那么在大约50亿年后 , 我们头顶上可见的恒星几乎全都会熄灭 。 虽然也会有一些新的恒星形成 , 但是随着大量的氢都聚变为更重的元素 , 恐怕那时候新的恒星数量也不会有现在多 。
可以想象 , 在未来的某一天 , 可能宇宙中充斥着大量的红矮星 , 但是像太阳这样的黄矮星或者毕宿五这样的红巨星、参宿四这样的红超巨星却非常罕见 。

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哦对 , 那时的宇宙中可能还有其他的天体 , 比如行星、褐矮星、白矮星、中子星、黑洞——一个比一个“黑” 。 而且 , 随着宇宙的膨胀 , 天体之间的距离越来越远 , 它们的亮度将会进一步受到影响 。
难道宇宙最终将会这样黑暗下去吗?
没有人知道 , 我们对宇宙的了解太少了 , 宇宙从哪里来 , 宇宙的能量从哪里来 , 我们都不知道 。
从目前的理论来看 , 能量不可能凭空产生 , 所以看起来这个结局似乎不可避免 。
或许 , 我们可以将希望寄托在黑洞身上 。 黑洞可以将宇宙中的天体都清理掉 , 然后释放出来 , 就像是将垃圾回收 , 变废为宝一样 。 不过 , 这种美好的愿望还有待于科学家的进一步研究 , 毕竟光是想得美 , 是不足以“拯救”宇宙的 。

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【恒星原创 如果有一天宇宙只剩下红矮星,夜空是否会彻底变得黑暗?】总之 , 既然宇宙大爆炸这么离奇的事都有可能发生 , 谁知道宇宙还会带给我们什么惊喜呢?