现在到宇宙大爆炸后187亿年(红巨星的太阳)
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展望更遥远的未来,大约离现在50亿年,太阳核心的氢将燃烧完毕,再也没有氢剩余下来——它们全都在核反应的过程中被转化成了氦。核心突然失去了由核反应释放出来的辐射压力的支撑,在强大的引力作用下,坍缩不可避免地开始了。外层物质轰塌而来,压缩了核心并且加热了物质。直到现在,氦原子核还没有参与核反应。然而,在几秒钟的时间里,温度就将升高到足以触发新一轮的核反应的程度:氦原子核聚合形成铍原子和锂原子。这个核反应的效率要高得多,其后太阳的辐射将比现在强2000多倍,而且它的体积将急速膨胀,并将水星和金星吞没其中。太阳,终于变成了一颗红巨星。
在演化过程中的某一阶段,红巨星的太阳变得不稳定起来。通过一系列剧烈的脉动,它的外部包层被吹离到遥远的星际空间中,形成所谓的“行星状星云”。
需要指出的是,行星状星云和行星毫不相干,它只是一颗演化到了晚期的恒星抛射出的外包层。它们是宇宙中难得的奇观,有着绚丽多姿的美丽外表,但存在时间却只有几万年。其中最著名的是天琴座环状星云(M57),用一架小型望远镜即很容易地找到它,因为它正好位于两颗肉眼可见的恒星——天琴座β和天琴座γ——的中间,靠近明亮的织女星,甚至用中等口径的双筒望远镜也能看到它。在望远镜中看,它像是一个发着微光的圆形轮胎。M57看上去是对称的,但是别的行星状星云的形态却千差万别,令人眼花缭乱,它们的形状取决于物质从中央恒星处抛射出来的确切物理过程。目前看来最常见的形状是沙漏形,即大多数物质都沿着恒星磁场的轴线方向分布。根据这个模型,行星状星云既可以是沙漏形的也可以是环形的,取决于我们看到的是它的侧面还是正面。粗略地讲,这一模型是准确的,但是还有许多细节有待于更详细的解释。从化学上看,行星状星云是宇宙中最令人感兴趣的区域之一。行星状星云形成的早期,在中央恒星发出的光辐射的作用下,形成了许多复杂的分子。
相关参考
太阳正在逐渐消耗它的核能,但令人吃惊的是,它正变得越来越亮。这个过程发生得非常缓慢,对我们而言,根本察觉不出来。随着太阳核心氢元素的慢慢消耗,它会略微收缩,导致核心压力增加并且温度升高。核反应的效率显
无论星系中心的黑洞会发生些什么,到现在为止,地球早已不是一个宜居的世界了,而且,太阳作为一颗光芒四射的恒星的日子也接近尾声了,它甚至可能已经变成了白矮星。我们不可能亲临现场一睹它的状况——又有谁可以做
和太阳也会变老一样,遍布于宇宙中的年老恒星也会衰亡,新的恒星将诞生。星系也是在演化和运动中的。我们的本星系群只包含3个主要的大星系,仙女座旋涡星系、三角座旋涡星系和银河系。其中仙女座星系最大,三角座星
质量较大的恒星的结局则有所不同。尤其是当恒星质量很大时,它的核心变成白矮星后,质量仍超过了所谓“钱德拉塞卡质量”,即1.4倍太阳质量,这时量子简并压力也不足以和引力抗衡了。相反,引力是如此巨大,以至于
追溯过去时,我们有确切的证据可以遵循:从地球的化石记录中我们可以一览这颗行星极早期的历史;从月球环形山我们发现了远古时期小行星激烈撞击的证据;从蟹状星云我们看到了将近1000年前的那次猛烈的超新星爆发
引力波是爱因斯坦广义相对论的一个预言,可以理解为空间本身的“涟漪”。只有在最高能量的事件中,引力波效应才能达到较为显著的程度。但即便在那些情况下,这些效应也十分微弱,引力波至今仍然没有被探测到。人们已
在我们的太阳冷却、死亡很长时间之后,宇宙中许多其他恒星光彩依旧,此时星系团之间的距离正不断增大。一般认为,在星系团内,成员星系之间的距离相对较小,引力仍然起着支配作用,足以把它们约束在一起。但是,各个
宇宙的最终命运是什么?现在还很难在一系列可能性中给出选择,但是答案必定依赖于宇宙中两个博弈量的相对强度——引力和使宇宙加速的力(称为“宇宙常数”)。我们先来看看引力获胜时宇宙的未来如何。膨胀将趋于停止
刚开始时,情况并没有什么明显不同。事情或许进展得更快,我们很快就会被遗弃在一个孤独的星系团中,那时星系团仍然在引力束缚下聚在一起。在小尺度上,当物体靠近到一起的时候引力最大,相反,斥力则随着距离增加而
至少,我们知道我们的地球——生命赖以生息的家园,有一个有限的结局。宇宙的未来则宽泛得多,但如果现代理论是正确的,这个未来也不是无限的。因此,这是否意味着将会有某个时刻所有的智慧都将戛然而止?我们对自己