物理學家預測宇宙可能會如何終結：存在前所未有的爆炸

一項新的研究表明，黑矮星也許是在宇宙消亡中以超新星的形式爆炸時如何最終釋放出最後的光點。以此宇宙中剩下的任何東西都不會爆炸或發光。

在宇宙的盡頭，在最後一個閃亮的星星閃爍了很久之後，可能會發生最後一次爆炸。一項新的研究表明，這些被稱為黑矮星超新星的令人眼花繚亂的爆炸將預示著宇宙進入休眠狀態，進入永遠的黑暗。

這些新提出的超新星是一種特殊的品種，在宇宙中還沒有發生過。黑矮星超新星可能是宇宙中發生的最後一次事件，那時宇宙將是一個溫度接近絕對零度的空白地方。

恒星的生死是由它們的質量決定的。大的質量是太陽質量的10倍或以上，爆炸為超新星，可以成為黑洞。

但較小的恒星，不會通過它們核心的核聚變產生較重的元素，它們作為被稱為白矮星的小恒星外殼結束了它們的生命。在數萬億年的時間裏，它們變暗，變成冰凍的、沒有光的物體，被稱為黑矮星。

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一篇將發表在《皇家天文學會月刊》上的新論文，描述了這些黑矮星如何最終以超新星的形式釋放宇宙中的最後一點光。

黑矮星超新星將通過稱為吡核聚變的量子過程形成。恒星通常由熱核聚變提供動力，高溫和壓力克服了原子核的自然電排斥力，使原子能夠融合成新的、更重的元素。

但在吡啶核聚變中，量子隧穿使原子核比通常更接近。因此，環非核聚變可以非常緩慢地將白矮星中的元素變成鐵——這是聚變可以產生的最後一種元素。

“這些反應需要很長時間，”研究作者馬特。這些反應的卡普蘭說。”你可以等一百萬年，在黑矮星上看不到任何核聚變反應。”

相比之下，太陽每秒融合超過10^38個質子。通過吡非核聚變將黑矮星轉化為鐵需要令人難以置信的10^1100和10^32000年。如果你寫出這些數字中所有的零，它們會分別占據整個書中的一個章節的長度。

“這些時間尺度是巨大的，”密歇根大學的天體物理學家弗雷德·亞當斯說，他沒有參與這項新的研究。

“我們預計最大的黑洞只能在10到100年的時間尺度上蒸發，與本文中討論的時間相比，這是瞬時的。”

一旦黑矮星大部分是鐵的，它就會被自己的質量壓碎。這種失控的超新星坍塌將引發一個巨大的內爆，噴出剩餘的黑矮星的外層。

在今天較大的恒星中，這種鐵的堆積也導致了更常見的所謂的核坍縮超新星。

然而，黑矮星超新星將只出現在質量在太陽的1.16到1.35倍之間的黑矮星中。這些黑矮星反過來是由太陽質量的6到10倍的典型恒星產生的。

卡普蘭說：“這並不是一個罕見的種群，但也不是最常見的。”

事實上，這些恒星大約占目前所有恒星的1%，卡普蘭估計，在宇宙結束之前，這些超新星將有大約10億萬億顆（10^21）。

由於黑矮星的質量相當低，黑矮星的超新星可能比出現在現在的宇宙中的要小一些，但在一個原本是黑色的宇宙中仍然很壯觀。

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在最後一口氣之後，宇宙中剩下的任何東西都無法爆炸或發光。

所以，當宇宙似乎會以冰結束，但一路上會有火焰的火花。

最初發表在《現場科學》雜志上。

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黑洞是時空展現出極端強大的引力，以致於所有粒子、甚至光這樣的電磁輻射都不能逃逸的區域。廣義相對論預測，足夠緊密的質量可以扭曲時空，形成黑洞；不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界。雖然，事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響，但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特征。在許多方面，黑洞就像一個理想的黑體，它不反光。

BY: MARA JOHNSON-GROH

FY: 宇宙天空

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