所有的恆星燃盡時,宇宙會歸於寂靜嗎?

當所有恆星都熄滅之後,宇宙中將再無光輝,宇宙中的所有恆星大約會在100,000,000,000,000年後迎來終結,最終將陷入完全的黑暗。

萬物的終結—今日宇宙

這裡好像有點不對 兩個大標題 但是這裡又沒有內容

恆星的終結—將在100萬億年以後

我們可以眺望銀河系,恆星在我們太陽系附近清晰可見。銀河系中中仍然保留有足夠的氣體和塵埃來形成新一代的恆星,但當我們的視線轉向其他的星系時,我們可以看到一些已經耗盡了它們所有遊離氣體與塵埃的古老橢圓星系,與我們在恆星形成區中看見的明亮熾熱的年輕星系不同,這些已經步入末期的紅色星系的溫度正在逐步下降。

(銀河系結構圖,圖源:NASA)

(銀河系結構圖,圖源:NASA)

(銀河系結構圖,圖源:NASA)

(哈勃太空望遠鏡觀測到的橢圓星系半人馬座A,圖源:NASA)

終有一天,宇宙中將不會再新形成恆星。也終有一天,最後一顆恆星也會耗盡它最後一點氫燃料,轉變為一顆紅巨星,然後體積縮小成為一顆白矮星。即使是最暗的冷紅矮星也會用盡它的燃料—儘管這可能會消耗上十萬億年之久。它們最終也會成為黑矮星。

(白矮星示意圖,圖源:NASA)

(白矮星示意圖,圖源:NASA)

因此,大約在一百萬億年之後,宇宙中的每一顆恆星,無論大小,都會成為黑矮星:即一塊具有恆星的質量,溫度卻僅僅只與宇宙背景輻射溫度相當,不再進行核聚變的大塊物質團。

一般物質迎來終末—需要10^30年

經歷恆星燃盡的過程後,我們現在所在的是一個沒有恆星,只有冷黑矮星的宇宙。當然,宇宙中同樣還有恆星時代遺留而下的中子星和黑洞。

而宇宙將會陷入徹底的黑暗

而宇宙將會陷入徹底的黑暗

當天體與黑洞發生相互作用時,未來的天文觀測者可能會看到偶發的閃光。天體被撕碎並分散到黑洞周圍的吸積盤中。在很短的時間內,它會驟然明亮,發出輻射。但隨後它就將被合併到黑洞中, 一切都會再次陷入黑暗。

(黑洞合併恆星示意圖,圖源:NASA)

(黑洞合併恆星示意圖,圖源:NASA)

大質量的物質和雙黑矮星也將合併在一起,形成新的黑洞,而這些黑洞將被更大的黑洞所吞噬。或許在遙遠的未來,所有物質都會被幾個巨無霸黑洞所吞噬。

(NASA錢德拉X涉嫌天文臺觀察到星系NGC3393中心兩個超大質量黑洞合併,圖源:NASA)

但即使物質逃脫了這樣的命運,他們最終還是註定要消散。一些物理學理論表明,長期來看,質子並不穩定,它們無法持久存在。任何未被黑洞吞噬的物質都會衰變, 質子將變成輻射,留下電子、正電子、中微子和輻射的塵埃散佈到太空中。

理論家預計宇宙中的所有質子都會在 10^30 年的進程中衰變。

黑洞的終結 – 10^100之後

黑洞被認為是一種單向行道。物質能夠進入黑洞,但卻無法逃逸出來。 而著名的天體物理學家斯蒂芬霍金用霍金輻射理論顛覆了這個陳舊理論。雖然黑洞輻射出的粒子 數量不多,速度也不快,但仍然會向太空釋放少量輻射。

(視界面望遠鏡拍到的M87星系中心黑洞照片,圖源:NASA)

而當黑洞釋放霍金輻射時,黑洞確實會損失質量,並且最終完全蒸發。黑洞的輻射量隨著黑洞質量的減少而增加。當它完全消失時最終,它有可能產生X 射線和伽馬射線暴。未來的觀察者(如果他們在質子衰變中倖存下來)可能會在原本黑暗的宇宙中偶爾看到明亮的閃光。

在大約 10^100 年後,最後一個黑洞將會消失。它所留下的只有它曾發出的輻射。

萬物的終結– 10^100 年或以上

萬物的終結– 10^100 年或以上

當最後一個黑洞徹底蒸發時,宇宙中將只剩下天體輻射出的光子和逃出黑洞捕獲的基本粒子。整個宇宙的溫度將低至僅略高於絕對零度的終末溫度。

在未來,暗能量可能會發揮某種作用,保持宇宙的膨脹,加速所有基本粒子與光子相互逃逸,直到它們徹底地相互隔絕。 未來宇宙中的引力再也不能將它們吸引到一起。

也許有一天會發生另一個大爆炸。或許宇宙是週期循環的,宇宙產生又消失的整個過程又會重新開始。

也許上述情況不會到來,未來等待著我們的一切就是一個黯淡,寒冷、死寂的宇宙。這並不讓人高興,但是展望遙遠的未來,會讓人類感到敬畏和備受鼓舞,讓我們感激生活在今天這個充滿活力的時代。

BY: quora

FY: Jerry L

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