恒星最终会演化成什么样子?中子星?黑洞?理论上令人难以置信

自古以来,人类一直对恒星着迷,通过现代科学,我们对恒星有了很大的了解,也发现了各种类型和结构的恒星,但是对于这种庞然大物我们仍然知之甚少,科学家也在努力探究着恒星的秘密。天体物理学家提出了很多宇宙中可能存在的各种恒星演化后的星体,但这都只是理论上的,我们尚未直接观测到。

恒星最终会演化成什么样子?中子星?黑洞?理论上令人难以置信

恒星在其生命的末期会有几种情况,一是坍缩为黑洞,二是变成白矮星或者中子星。如果恒星在爆发成超新星之前足够致密,那么恒星将形成一颗中子星。

当这种情况发生时,恒星变得非常热和致密,由于物质和能量是如此之多,恒星试图自行坍缩为奇点,但中心的费米子粒子(这种情况下是中子)遵循泡利不相容原则,不能被压缩成相同的量子态,因此它们会自行塌陷并达到平衡。

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几十年来,天文学家认为中子星将保持平衡,但随着量子理论的发展,天体物理学家提出了一种新的恒星,它将在中子核退化压力失效时形成,这种恒星被称为夸克星。随着恒星质量压力增加,中子将分解成上夸克和下夸克,它们在强大的压力和能量下能够自由存在而不是耦合产生像质子和中子这样的强子。

当然一些天体物理学家还有不同的看法,一些理论认为它们发生在恒星质量介于形成黑洞和中子星之间。虽然目前没有发现夸克星,但是观测到的许多中子星很可能就是夸克星。

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物理学家最近又提出了另外一种可能存在于夸克星和黑洞之间的理论恒星,其被称为电弱星,由于弱核力和强磁力之间的复杂相互作用,使其能够维持平衡。在这种电子恒星中,电磁力和弱核力相互混合,两种力量之间将没有任何区别,利用这种能量,它核心中的夸克也会分解为中微子。

科学家对这样的恒星十分感兴趣,也不遗余力的在找电弱星,因为其核心的特征和宇宙大爆炸之后十亿分之一秒的早期宇宙类似,在我们宇宙那个时候,弱核力和强磁力之间也没有任何区别。如果真的找到一颗电弱星,那么将大大推动宇宙学的研究。

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这样的电弱星也是宇宙中最密集的物体之一,拥有比中子星还强密度,它的质量也大得令人难以置信,一颗仅仅是苹果大小的电弱星,就包含了两个地球质量,这也比科学家此前观察到任何恒星都要致密。


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