藝術家對黑矮星的印象圖。圖片來源：MARK GARLICK　

　　是在爆炸中湮滅還是在沉默中死亡？天文學家長期以來一直在思考宇宙將如何終結。

　　已知的物理定律表明，從(cong) 現在起到大約10100年後，恒星將停止誕生、星係將變暗，甚至黑洞也將通過霍金輻射的過程蒸發，隻留下簡單的亞(ya) 原子粒子和能量。

　　空間的膨脹將使能量冷卻到接近0開爾文（絕對零度），這意味著宇宙的“熱死亡”和達到總熵。

　　據《科學》報道，一項新研究顯示，在難以想象的遙遠未來，被稱為(wei) 黑矮星的冰冷恒星殘餘(yu) 物質將開始爆發，形成一係列壯觀的超新星，釋放宇宙有史以來最後的“煙火”。這或許是宇宙在萬(wan) 物永遠變暗前最後的“歡呼”。

　　今年春天，美國伊利諾伊州立大學理論物理學家Matt Caplan在教授一門天體(ti) 物理學課程時意識到，最後一組天體(ti) 的命運從(cong) 未被解釋過。

　　在耗盡熱核燃料之後，像太陽這樣的低質量恒星不會(hui) 以引人注目的超新星的形式出現，相反，它們(men) 會(hui) 慢慢地脫落外層，留下一個(ge) 地球大小的熾熱核心，即白矮星。

　　“它們(men) 就像是從(cong) 爐子上取下來的平底鍋，會(hui) 越來越涼，基本上會(hui) 永遠冷卻下去。” Caplan說。

　　白矮星通常不再產(chan) 生能量，依靠一種叫做電子簡並壓力的力量抵抗重力崩潰。白矮星中的粒子被鎖在發射熱量的晶格中長達數萬(wan) 億(yi) 年之久，遠遠超過了宇宙目前的年齡。但最終，這些白矮星會(hui) 逐漸冷卻，變成黑矮星。

　　黑矮星缺乏驅動核反應的能量，所以它們(men) 內(nei) 部很少發生核聚變反應。聚變需要帶電原子核克服強大的靜電斥力而合並。

　　然而在很長一段時間內(nei) ，量子力學允許粒子穿過能量屏障，這意味著盡管速度極低，聚變反應仍然可以發生。

　　當矽和鎳等原子與(yu) 鐵結合時，它們(men) 能夠產(chan) 生正電子，即電子的反粒子。這些正電子會(hui) 緩慢地摧毀黑矮星中心的一些電子，並削弱它的簡並壓力。

　　對於(yu) 質量約為(wei) 太陽1.2至1.4倍的恒星（約占當今宇宙中所有恒星的1%）而言，這種減弱最終將導致災難性的引力崩潰，從(cong) 而引發類似於(yu) 更高質量恒星形成超新星的巨大爆發。

　　Caplan在本月的英國《皇家天文學會(hui) 月刊》上報道了這項研究。

　　Caplan說，這種戲劇性的爆發將在101100年後開始發生，這一數字人類大腦幾乎無法理解。而這場爆發將持續到1032000年後。

　　希望目睹這場宇宙最後“煙火”的時間旅行者恐怕會(hui) 失望。因為(wei) 到了這個(ge) 時代，一種與(yu) 引力相反的神秘物質——暗能量將把宇宙中的一切分割開，每一顆黑矮星都將被巨大的黑暗包圍，超新星甚至彼此間都無法觀測到。

　　耶魯大學天體(ti) 物理學家Gregory Laughlin稱讚這項研究是一個(ge) 有趣的思維實驗，它允許科學家考慮在當前時代還沒有足夠時間展開的物理過程。

　　不過，Laughlin也強調，任何有關(guan) 遙遠未來的研究都不必太當真。“我們(men) 對極為(wei) 遙遠的未來的看法反映了目前的認識，而且這種看法會(hui) 隨著時間的推移而改變。”

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