爆炸中湮滅還是在沉默中死亡？科學家首次提出宇宙將在“大爆炸”里死去

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，從現在起到大約10100年后，恒星將停止誕生、星系將變暗，甚至黑洞也將通過霍金輻射的過程蒸發，只留下簡單的亞原子粒子和能量?？臻g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，被稱為黑矮星的冰冷恒星殘余物質將開始爆發，形成一系列壯觀的超新星，釋放宇宙有史以來最后的“煙火”。這或許是宇宙在萬物永遠變暗前最后的“歡呼”。

今年春天，美國伊利諾伊州立大學理論物理學家Matt Caplan在教授一門天體物理學課程時意識到，最后一組天體的命運從未被解釋過。在耗盡熱核燃料之后，像太陽這樣的低質量恒星不會以引人注目的超新星的形式出現，相反，它們會慢慢地脫落外層，留下一個地球大小的熾熱核心，即白矮星。

“它們就像是從爐子上取下來的平底鍋，會越來越涼，基本上會永遠冷卻下去。” Caplan說。

白矮星通常不再產生能量，依靠一種叫做電子簡并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萬億年之久，遠遠超過了宇宙目前的年齡。但最終，這些白矮星會逐漸冷卻，變成黑矮星。

黑矮星缺乏驅動核反應的能量，所以它們內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并。然而在很長一段時間內，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。

當硅和鎳等原子與鐵結合時，它們能夠產生正電子，即電子的反粒子。這些正電子會緩慢地摧毀黑矮星中心的一些電子，并削弱它的簡并壓力。對于質量約為太陽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，從而引發類似于更高質量恒星形成超新星的巨大爆發。Caplan在本月的英國《皇家天文學會月刊》上報道了這項研究。

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

希望目睹這場宇宙最后“煙火”的時間旅行者恐怕會失望。因為到了這個時代，一種與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。

耶魯大學天體物理學家Gregory Laughlin稱贊這項研究是一個有趣的思維實驗，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，任何有關遙遠未來的研究都不必太當真。“我們對極為遙遠的未來的看法反映了目前的認識，而且這種看法會隨著時間的推移而改變。”(徐銳)