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宇宙中5种神奇天体,原以为只是理论,如今可能真实存在

星海漫游2022-03-30深空探索642
这个宇宙中,从来不缺少令人忍不住惊呼的神奇天体。不论是密度极大的中子星,还是引力惊人的黑洞,还是幅员辽阔的大尺度丝状结构,都让人感叹宇宙的神奇。除了这些天体之外,宇宙中还有其他一些诡异的星球,原本只存

这个宇宙中,从来不缺少令人忍不住惊呼的神奇天体。不论是密度极大的中子星,还是引力惊人的黑洞,还是幅员辽阔的大尺度丝状结构,都让人感叹宇宙的神奇。

宇宙中5种神奇天体,原以为只是理论,如今可能真实存在


除了这些天体之外,宇宙中还有其他一些诡异的星球,原本只存在于理论之中,如今也接近被人类发现了。

黑矮星

黑矮星是宇宙中大部分恒星的命运归宿,包括我们的太阳。

当太阳这样质量不够大的恒星进入到演化末期时,就会变成一颗白矮星。白矮星是致密星的一种,每立方厘米的质量可以达到1吨以上。变成白矮星之后,恒星就不会再进行核聚变了,也就失去了能量来源。尽管有一部分白矮星周围有其他的恒星,可能让它吞噬物质并爆发为超新星,但像太阳这样孤独的恒星所形成的白矮星,就没有这样的命运了。

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刚形成的白矮星确实非常热,但它会逐渐冷却降温,最终和宇宙温度达到平衡,因此也会变得非常昏暗,这就是黑矮星。黑矮星就是白矮星最终的归宿,它的命运不会再发生其他的改变了。不过,根据科学家的推测,白矮星完全降温的时间可能长达10000亿年。因此,对于只有138亿年寿命宇宙来说,目前还没有任何一颗黑矮星存在。

索恩-齐特科夫天体

还是以我们的太阳为例,它的命运终点是黑矮星,黑矮星的前一阶段是白矮星,白矮星之前就是红巨星了。进入到演化末期的太阳,外壳会向外扩散,半径甚至会达到2亿公里以上,将地球轨道包裹进去,甚至火星轨道都不能幸免。至于行星本身,是会被吹到更远的地方,还是留在轨道上被吞噬,目前还是一个未知数。

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宇宙中,大部分恒星都会在演化末期经历这个阶段,其中有一小部分和太阳系完全不同,它们的系统内有一颗更加极端的天体——中子星。那么,当中子星周围的恒星膨胀为红巨星,会发生什么事呢?

1977年,物理学家基普·索恩(电影《星际穿越》的科学指导)和安娜·齐特科夫提出:这种特殊的情况下,就有可能形成一种诡异的结构——索恩-齐特科夫天体

他们的计算结果表明,中子星会被红巨星的外壳包裹进去,然后绕着红巨星的内核公转。在数百年后,二者会碰撞并合,形成更重的中子星或者是黑洞

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2014年的时候,科学家们曾经观测到一个名叫HV 2112的恒星,它非常有可能是索恩-齐特科夫天体,不过目前还有其他科学家有所质疑,其真实身份仍有待确定。

玻色子星

目前人类已知的所有微观粒子,可以分为两种——费米子和玻色子。其中费米子是自旋为半整数的粒子,它们是构成物质的基础;而玻色子自旋为整数,它们可以让费米子聚集在一起或是相互分开。

费米子满足泡利不相容原理,因此在同一个空间内的分布是有限的;玻色子不同,它们不需要遵从这样的规律,这就使得它们可以在很小的范围内堆积很多的粒子。

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科学家们据此推测,如果排列合适的话,一个空间内可以聚集大量的玻色子,它们可以累积到极其巨大的质量,甚至达到太阳的几百万倍。由于这里的物质非常密集,因此密度非常高,这就是玻色子星。

有人可能已经注意到了,这个概念听起来有点像黑洞。的确如此,确实有人认为我们观测到的黑洞中,可能有一部分就是玻色子星,但目前没有人敢确定哪个黑洞是。如果真的存在这样的玻色子星,科学家们也要考虑如何区分它们与黑洞的不同。

物质

宇宙中5种神奇天体,原以为只是理论,如今可能真实存在


我们的地球,乃至这个宇宙,都是由物质组成的。但根据理论,在宇宙爆炸时,物质和反物质应该是等量产生的。粒子和反粒子之间电荷相反,其他的性质相同,遇到一起就会湮灭为能量。那么问题来了:138亿年前那些反物质都去哪了呢?

或许,它们也在今天的宇宙中,组成了一些天体吧。

上个月,法国天体物理学和行星学研究所的天文学家Simon Dupourqué发布了自己团队的最新研究成果,向公众介绍他们的新发现,那就是14个可能存在于银河系中的反物质恒星。他们还推测,在银河系的银盘中,平均每100万颗恒星中,大约有2.5颗反物质星。虽然比例非常低,但至少不是0了。

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不过,这不是一切问题的答案。研究团队也指出,这14颗天体的身份还有待确认,也有可能是脉冲星或者是黑洞。另外,即使有这些反物质星,也远远不足以解释大爆炸时反物质消失之谜。

暗物质

暗物质是宇宙大爆炸时形成的另一种神秘的物质,它不与可见物质发生除了引力之外的其他任何相互作用,因此科学家们仅仅能够通过它们产生的引力作用知道它们的存在,却完全不知道它们的本质到底是什么。

有人推测它们是一种自引力粒子,其质量非常非常小,甚至比电子还小得多。但如果聚集得足够多,它们也可以在一个星系的核心,形成一个巨大的球状结构。它们或许不会坍缩成黑洞,但质量也可以达到太阳的几百万倍。

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星系的其他位置,也弥散着大量的暗物质。它们凭借数量的优势产生了巨大的引力,将星系天体拉拢在一起,而不至于分崩离析。甚至在宇宙早期,它们是星系能够形成的基础。

也有人认为,暗物质的本质可能是一个个的原初黑洞。这种黑洞形成于宇宙早期,体积极小,最小的甚至和微观粒子差不多一样大。由于体积过小,又不会进行吞噬,所以我们无法观测到。虽然原初黑洞的概念是已故理论物理学家霍金所提出的,但直到今天,人们也不能确定它是否真的存在。


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