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无敌狗头
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[转帖]几十亿年后太阳能量耗尽,会成为黑洞吞噬太阳系?
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无敌狗头 于 2020-10-26 10:11:47 发布在 凯迪社区 > 动漫人生
    一个恒星的演化对于一个恒星系的演化起到了决定性的作用,在宇宙中,绝大多数的恒星系其实都是双星系统,或者三星系统。

    

    类似于太阳系这样的单星系统其实并不多见,这也使得太阳的演化在整个太阳系中扮演着十分重要的地位。一般来说,恒星的宿命无外乎就是白矮星,中子以及黑洞,当然,也有把自己炸得渣都不剩的。那太阳属于上述的哪种情况呢?会不会最终演化成一颗黑洞呢?

    

    今天,我们就来聊一聊这个话题。

    太阳的演化关于太阳的演化,我们需要从宇宙的起源说起。根据目前主流理论:宇宙起源于一次大爆炸。

    

    大爆炸之后,宇宙开始剧烈的膨胀,同时温度急剧下降,逐渐的形成了原子核的结构。到了宇宙大爆炸之后的38万年,形成的原子结构。

    

    早期形成的原子大多都是氢原子和氦原子,当然也有少数的其他原子,但是并不稳定,还会继续裂变为氦原子的状态,从元素周期表中,我们也可以发现,氢元素和氦元素其实是排名前两位的元素。

    

    因此,构成恒星的主要物质其实就是氢元素和氦元素,而且这两者占比几乎达到了99%左右。而恒星一般都是恒星系中的绝对主宰,太阳就是如此,太阳的质量占据了整个太阳系质量的99.86%以上,其他的天体加起来才不到0.14%。

    

    因此,太阳的引力十分巨大。太阳在自身引力的作用下,内核的温度会急剧升高,可以达到了1500万度,压强可以达到200多万个大气压。

    

    这个时候,太阳不再是普通的物质状态,而是处于等离子态。

    

    这种状态下,电子会获得足够多的能量,然后摆脱原子核的束缚,于是,就会呈现出一锅粒子粥的状态,这当中电子、原子核到处跑。

    因此,原子核和原子核之间就有可能结合到一起。但是,我们都知道原子核内是有质子和中子,质子是带正电的,中子不带电。因此,原子核是带正电,根据同性相斥,异性相吸的道理,原子核之间是存在静电斥力的。如果两个原子核要结合发生核聚变反应,实际上需要克服静电斥力。

    

    但是太阳的温度不足以跨过这个门槛,但由于微观世界中存在着一种叫做隧穿效应的量子现象,就可以让原本需要能量才能促发的反应也得以发生。

    

    不过隧穿效应发生的概率极其低,大概是一对原子核在10亿年发生一次,但由于太阳的粒子数足够多,因此还是得以进行的。不过太阳的核聚变反应并不会像氢弹那样一下全炸了,而是缓慢地进行着。具体来说,就是先促发的是氢原子核的反应,氢原子核内就一个质子。所以,我们也可以理解成,是质子在发生反应,四个质子产生一个氦-4原子核。

    

    太阳燃烧氢原子核大概要持续100亿年,如今已经过去了46亿年,这就意味着还有50多亿的时间。当氢原子核逐渐烧完后,太阳内核主要就是一些氦原子核的。但是氦原子核要反应的条件比氢原子核更加苛刻。因此,太阳内核会持续收缩,温度会急剧升高,而外层会膨胀开来。此时的太阳就会成为一颗红巨星,半径膨胀到原来200多倍。

    

    太阳内核在急剧的收缩下,最终促发氦原子核的反应,氦原子核核聚变会产生碳原子核和氧原子核。当氦原子核烧完后,引力不足以促发碳原子核和氧原子核的核聚变。于是,太阳内核的核反应就会停止,此时的太阳已经成为了一颗白矮星,然后就等着慢慢凉透,最终变成一颗黑矮星。因此,太阳并不会成为一个黑洞。

    

    黑洞到底是咋来的?太阳成为不了一个黑洞的主要原因是引力不够,而引力不够其实是质量不够。科学家发现,只要引力足够大,就可以再继续促发碳原子核和氧原子核的核聚变反应。而且只要质量足够大,就可以持续促发核聚变反应,一直到恒星内产生铁原子核。

    

    但由于有些恒星的质量足够大,大到了太阳质量8倍以上,因此,这类恒星可以促发超新星爆炸。

    

    具体来说就是恒星外层发生剧烈的爆炸,而内核继续收缩,最终形成一颗中子星或者黑洞。至于是中子星还是黑洞,取决于演化过程中,内核的质量是不是大于3倍太阳质量,如果超过了3倍太阳质量,就会形成黑洞。

    

    而太阳因为质量太小,因此并不会形成一个黑洞。



     来源;钟铭聊科学
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