科学星|人类文明最后的希望：白矮星与黑矮星
北京联盟_本文原题：人类文明最后的希望：白矮星与黑矮星
不幸的是 ， 宇宙终将死亡 。 虽然过程缓慢 ， 得经过许多个十亿年 ， 但死亡终成现实 。 在宇宙的时间尺度上 ， 像太阳这样的恒星很快就会消失 。 幸运的是 ， 在人类的角度看来 ， 有些地方会一直存在：死亡恒星的尸体——白矮星 。
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在宇宙灭亡之前 ， 它们可能是人类最后一个家园 。 这些奇怪的东西是什么？当它们最终死亡的时候又会发生什么？
不同恒星的寿命差异很大 ， 这取决于它们的质量有多大 。 例如 ， 超大质量恒星在形成后的几百万年内会剧烈而迅速地燃烧 ， 最终在剧烈的超新星爆发中死亡 。 但这种情况很少见 。 97%的恒星将演化成白矮星从而结束自己的生命 。 恒星向白矮星演化的方式有两种：小质量恒星——所谓的红矮星——在亿万年的时间中燃尽 ， 最终演化成白矮星 。
像太阳这样的中等质量的恒星会更有趣 ， 设想太阳是一个巨大的高压锅 ， 通过引力作用将氢元素在核心处聚变为氦元素 ， 元聚变释放出的巨大能量会使恒星保持稳定 ， 达到一个微妙的平衡状态 。 当太阳变老时 ， 核心中的氢元素将会耗尽 ， 氦气将开始燃烧形成质量更大的元素 ， 与此同时 ， 太阳最外层将剥离 。 当这个过程结束时 ， 太阳一半以上的质量将会以绵延数百公里的、壮观的行星状星云的形式 ， 散落在宇宙空间之中 。 太阳只剩下一个核心 。 一颗白矮星诞生了 ， 同时也就意味着一颗恒星的死亡 。
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虽白矮星只有地球那么大 ， 其前身的直径大约是现在的100倍 ， 然而它的质量仍然有以前的一半左右 。 这意味着它的密度非常大 ， 一茶匙白矮星的质量好比一辆汽车 。 它表面的重力比地球要大10万倍以上 。 如果你试着在白矮星上着陆 ， 那么你会立刻被重力挤压成一团热气腾腾的水坑 。 在白矮星周围生活的可能性极低 ， 但还是有可能的 。
大多数现存的白矮星以前都是恒星 ， 以前的恒星在走向死亡的时候可能摧毁了曾经围绕着它的所有行星 。 但也不是全部：由于白矮星太小了 ， 绕行行星只需要在日地距离的75分之一远的轨道上运行就能拥有液态水 。 这么近的距离有好有坏：比如 ， 白矮星会潮汐锁定这颗行星 ， 行星上要么永远是白天要么永远是黑夜 。 在这些极昼区和极夜区的边缘生活还是可行的 。 但是白矮星的能量输出非常稳定 ， 所以实际上在它们周围生活 ， 比在许多红矮星周边生活更安全 。
这仍然是一种猜测 ， 但如果我们能找到一个条件适宜的白矮星 ， 并在它的周围定居 ， 我们就可以拥有一个存在数十亿年之久的家 。 但是 ， 为什么它们比其他类型的恒星更耀眼、更持久呢？
白矮星非常非常地热——比我们的太阳还要热40倍——是宇宙中最热的天体之一 。 但它们并不是非常活跃 。 它们内部所有的热量都被禁锢而无处可逃 ， 只有外层物质才能逃逸到宇宙空间中去 。 但是宇宙空间大多是真空的 ， 所以热量并不能通过热传导的方式进行传递 。
能量逸散的唯一方式就是辐射 。 辐射的效率非常低 ， 所以白矮星要花费数万亿年的时间来冷却 ， 这可能使它们成为人类最后的避难所 。 在一个垂死的宇宙世界中 ， 它们可能是光和能量的最后来源 。 据估计 ， 白矮星持续发光的时间可能长达100亿亿年 ， 比宇宙已经存在的时间还要多100亿倍 。 等到极其遥远的未来 ， 没有一颗普通恒星会继续闪耀 ， 星系也将消散时 ， 白矮星才会逐个变成黑矮星 。
此时 ， 生命最后的希望也将逝去 。
黑矮星是一个死寂的星球 ， 没有任何剩余的能量可以释放 ， 但是它的质量仍然大到杀死任何靠近的人 。 这那些黑矮星是如此之冷 ， 几乎接近宇宙的最低温 ， 暗弱得几乎无法看到 。 宇宙也将进入最后的阶段——热寂——留下一个面目全非的宇宙 ， 一个绝对寒冷、绝对黑暗的坟墓 ， 而黑洞和黑矮星则散落在亿万光年之外 。
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