有了磁场才让物质结合在一起,太阳才会发光发热,如果在未来宇宙中磁力消耗殆尽,星星不再发光,天空一片黑暗,到那时世界会怎样?
是磁场还是引力?这不是一个问题!
磁力会让物质结合成团,如滚雪球般的越来越大,其实这个答案是错的,不但错了而且还错得非常离谱,即使在四大基本作用力没有全部发现之前,牛顿就在1687年发表的《自然科学的哲学原理》中指出,万有引力才是让物体结合在一起的真正原因!
万有引力的描述挺简单的,天体之间的引力与质量成正比,和距离的平方成反比,它揭示了天上的天体运动和地面上的自由落体运动的本质其实是相同的,引力应该是我们发现的第一种基本作用力!
而人类对于磁性物质的利用则要远早于引力,但对于电磁力的认识却要晚得多!因为磁性只能吸引铁磁类金属,而电磁力却是让物体保持结构与刚性的关键作用力!当然引力能耐更大,它能让所有物质都结合在一起形成一个天体!
天体形成理论
最早的恒星形成理论要从1755年伊曼努尔·康德发表在自然史和天空理论上的星云假说,这个说法认为太阳是从一片星云物质中形成的,拉普拉斯在1796年独立提出了相同的模型,尽管当时没有实际证据支持,但他们大致都猜对了!
现代太阳星云模型认为类似于太阳的恒星或者行星系早期都是一个非常低温的星际云气体,这团星际云气体来自于原初星云,或者超新星爆发后的残骸形成的星云!典型的直径可能是数光年到数十光年之间!
在遭遇临近超新星爆发影响或者星云内部的分布不均的引力影响,星云开始坍缩,由于在引力作用下物质都趋向于测地线运动而开始旋转,最终中心坍成原恒星,而周围则是原始星云盘,可能形成行星,也可能不会形成行星,但至少太阳系是中心的恒星和外围的恒星都没有落下!
恒星开始发光
中心的恒星形成早期也是一颗岩石质天体,但随着质量增加逐渐让氢元素与氦元素也无法逃逸,最终这颗庞大的气体星球中心突破了氢的核聚变温度,中心开始由核聚变输出巨大的能量!渐渐让整颗恒星变成了一个等离子大球!
恒星的发光会产生强烈的恒星风(高能带电粒子),会驱散恒星周围的星云积盘,而周围如果产生了行星也会在自身引力作用下清理轨道,这就是太阳系各行星轨道上这么干净的原因!
恒星的物质循环
像太阳那么大的恒星,能进入循环的物质非常有限,因为不同的质量的恒星会有不同的发展命运,一般的恒星主要有下面几个结局!
终身都不会有物质再吐出来的红矮星
有部分物质回归宇宙的黄矮星(太阳就是)
大部分甚至全部回归宇宙的大质量恒星
红矮星从燃烧开始到恒星生涯结束,不会出现大的质量变化,最终结局是一颗氦白矮星!像太阳那么大的黄矮星最后则会因为内核氦元素的燃烧形成的氦闪和内核坍缩后更剧烈的氢燃烧,后期会形成红巨星,最后红巨星外壳褪去形成行星状星云,内核则形成一颗碳氧白矮星(太阳的结局)!
这里要注意下的是行星状星云未来很难形成一颗恒星,因为黄矮星本身质量就不够大,除非合并到一片更大的星云中!
超新星爆发的恒星
一般大于8-10太阳质量的恒星,后期在内核形成铁核的情况下会引起核坍缩超新星爆发,它的爆发能量极大,会直接将恒星的外壳炸散,形成弥漫数十光年甚至更大的星云,这些星云物质中包含了恒星生涯中形成碳、氧、硅、钙、镁、铝以及铁、镍等元素周期表铁之前的所有元素,这是最简单的恒星燃烧核聚变形成!
而超新星爆发时候则会快中子捕获形成铁元素之后的所有元素,包括黄金和核裂变中的铀等元素!因此超新星爆发后的残骸是形成新的行星系的物质来源,因为这样的恒星氢利用率很低,所以这个残骸未来一样可以形成新的恒星!
不同质量恒星的演化
而更大的恒星爆发时则能形成黑洞!当然黑洞也有可能来自宇宙诞生之初的原初黑洞!
如果所有氢元素都烧光了,宇宙会怎么样?
恒星需要氢元素,只有氢元素燃烧阶段的主序星,才是正常的恒星,如果宇宙中的氢元素都用完了,那么宇宙可能将陷入一片黑暗,但过程却有些不一样!
最后熄灭的恒星
星云-恒星-超新星爆发-恒星这个循环中,产生的恒星会越来越小,最后形成的最多也只能是红矮星,但各位不要小看红矮星这个小不点,由于它的恒星结构是全对流模型,因此它和其他无法彻底利用氢元素的恒星不一样,红矮星能烧光它存下的所有氢元素!
而且它还烧的很慢,因此它的寿命高达千亿年以上,所以它们将成为宇宙中最后熄灭的恒星!也许宇宙中最后的文明还将依偎在红矮星的周围苟延残喘!
最后熄灭的星星
白矮星和中子星的寿命都很久,白矮星是电子简并态物质构成的天体,中子星则是中子简并态构成的天体,两者没有能量来源,消耗的只是引力势能和角动量,但可以消耗很久,不过它们最终也将消耗完毕所有的能量,成为一颗黑矮星!
此时宇宙会陷入一片黑暗吗?其实仍然不会,到那时不得不依靠一个暗黑无比的天体
等到宇宙中所有星星都熄灭时,只有黑洞还能靠得住!
想必各位肯定会很奇怪,黑洞这个能吞噬一切的天体怎么就成了最后的依靠呢?这是因为黑洞根本就不挑食,什么天体它都吞得下,而且在吞噬的过程中还会随着天体被撕碎,压缩,坠入黑洞的过程中爆发出从电磁波到伽马射线的所有波段辐射!
这可能就是宇宙中最后的能量!
黑洞啥都不挑,所以这是未来的黑暗时代唯一能依靠的能量来源!但最后这些物质都将被消耗殆尽,而此时宇宙也可能膨胀到足够遥远而无法让黑洞吞噬,最终宇宙将彻底陷入黑暗!
更遥远的未来,黑洞也将在霍金辐射的持续损失能量下,逐渐蒸发,宇宙陷入热寂状态!当然根据1998年发现的暗能量主导下的宇宙,还有一种大撕裂的状态,也就是膨胀的宇宙将所有物质都撕裂成基本粒子,而且根据计算,这个未来大概只有400多亿年了,好怕怕啊!
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