解读神秘的奇点,恒星在死后之后如何一步步走向奇点的?

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三百多年前,牛顿提出了著名的万有引力理论,让我们知道了宇宙万物之间都存在着引力,质量越大的物体引力也会越大。

我们如今能站在地球上,就是因为地球的引力作用,不然的话我们早就飞向太空了。

那么,你 . 有没有想过这样的问题:地球引力如此之大,为什么它不会把自己压扁呢?为什么引力没有让地球上的物质坍缩到地球核心呢?

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你可能会嘲笑这种问题,甚至认为很无聊。但事实上一点也不无聊,物理学们正是研究类似问题,发现了更大的宇宙奥秘。

如今我们已经知道了,地球没有坍缩到核心的原因很简单:地球的引力还不够大,换句话说,地球质量不够大。

接下来我们看看质量更大的天体,我们的太阳。

太阳质量达到地球的三十三万倍,占据了整个太阳系质量的99.86%,拥有绝对的统治力。正是太阳的这种统治力才塑造了如今太阳系的有序。

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由于太阳质量巨大,意味着太阳核心区域温度和压强都非常高,在高温高压下,氢被迫挤压到一起,发生了核聚变。

核聚变产生了巨大的力量,这种力量试图把整个太阳炸裂,不过太阳的巨大质量产生了向内的巨大压力,两者保持了微妙的平衡,所以太阳既不会因为巨大的引力向内坍缩,也不会被核聚变被炸裂,而是一直保持一种稳定状态,长达数十亿年。

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不过,这种微妙的平衡会随着时间的慢慢流逝最终被打破。虽然太阳质量很大,氢燃料非常丰富,但太阳每秒消耗大约400万吨的氢燃料,相对于太阳的巨大质量,400万吨不值得一提,但在漫长时间过后,氢燃料也会被慢慢耗尽。

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科学家们通过计算得知,在大约50亿年之后,太阳的氢燃料将会枯竭,届时太阳核心的核聚变就会逐渐停止。

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没有了核聚变产生的外推力,太阳强大的引力就会彻底占据上风,于是开始向内坍缩。

在坍缩的过程中,太阳核心的温度和压强会急剧升高,到了一定程度核聚变又会重新点燃,不过不是氢核聚变,而是氢核聚变生成的更重的元素,比如氦。

但由于太阳质量有限,核心的核聚变并不是一直持续下去,聚变到碳和氧元素,聚变就停止了。

在太阳向内坍缩的过程中,外层物质不断撞击内核,产生巨大的反作用力,加上聚变本身产生的力量,会把太阳外层物质推向外太空,也就是说太阳会发生膨胀,此时的太阳就会进入红巨星时代。

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红巨星会膨胀得非常大,甚至会膨胀到水星,金星的轨道,完全吞噬水星和金星。地球或许幸免于难,但也会被烤焦。

漫长时间过后,红巨星逐渐演变成了白矮星,一颗仍会发出微弱光芒的天体。白矮星的终极命运是黑矮星,但白矮星到黑矮星的时间极其漫长,以至于直到今天,宇宙中仍旧没有黑矮星的诞生。

在众多恒星当中,太阳质量属于中等。大质量恒星的死亡过程更加悲壮。如果一颗恒星质量达到或超过太阳质量的1.4倍,在引力的强大压力下,原子外围的电子也会发生坍缩,被活生生地压缩到原子核上,这就是“电子简并”。

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而1.4倍太阳质量就被认为是钱德拉塞卡极限,超过这个质量,由于电子简并压的存在,电子会坍缩到原子核上,与质子合并,形成中子,这就是中子星。中子星的密度高得惊人,每立方厘米中子物质质量可达上亿吨。

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如果恒星的质量更大,达到了太阳质量的3倍以上,就会无限坍缩下去,最终形成可怕的黑洞。而这个质量又被称为奥本海默极限。

黑洞,已经无法用我们已知的大自然法则去诠释,因为所有物质都被极度压缩,最终坍缩到普朗克尺度,体积趋于一个无穷小的点 ,所谓的“奇点”。

解读神秘的奇点,恒星在死后之后如何一步步走向奇点的?

黑洞都有一个事件视界,一旦越过事件视界,就完全没有时间空间的概念,事件不会在那里发生,我们能描述的只有事件视界外面。

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