密度 这种恒星只在理论上有,要等它形成还需要10万亿年,宇宙都等不起( 二 )


那么中子星冷却需要多长时间?这个过程分为中微子冷却和光子冷却,因为中微子也是一种辐射粒子,而中微子通常不于物质发生相互作用,也就是说生成后会迅速从中子星内倍逃脱,因此中子星的中微子冷却仅需10 ^ 16年,也就是现今宇宙年龄的一百万倍。但是,光子要想从中子星内部逃逸出来,就不那么容易,它会和各种带电粒子发生碰撞,并被随机散射到各个方向,因此中子星要想在光谱端冷却可能需要10 ^ 20至10 ^ 22年,这是一个特别漫长的过程。这也意味着现今宇宙中根本不存在中子星冷却后形成的黑矮星。
除了中子星以外,还有密度比较低的天体,它冷却的速度更快一些。



密度 这种恒星只在理论上有,要等它形成还需要10万亿年,宇宙都等不起
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上文说了,宇宙中大部分的恒星都比这些又蓝又亮的恒星质量要小,它们死亡时并不会发生超新星爆发,而是其核心会缓慢的、比较温和的收缩成一颗白矮星。一般一颗白矮星的诞生过程,要持续数万年的时间,并不是在很短的时间的塌缩形成的。
还有白矮星要比中子星大的多,一般和地球的体积差不多,这意味着虽然白矮星的温度超过了20,000 K,比太阳还要高3倍以上,但它的冷却速度却比中子星快得多。



密度 这种恒星只在理论上有,要等它形成还需要10万亿年,宇宙都等不起
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白矮星的冷却也是依靠表面向太空辐射能量。如果想要让一颗白矮星冷却到比绝对零度高几度的温度,时间尺度大约为10 ^ 14至10 ^ 15年。
也就是说,在大约10万亿年后,或者是在宇宙当前年龄的1000倍左右,一颗“白矮星”的温度就会下降,从而脱离可见光范围。届时,宇宙将拥有一种全新的天体:黑矮星。



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所以,综上所述,当今的宇宙中并没有黑矮星,因为我们的宇宙太年轻了。据科学家的估计,自从宇宙中诞生的第一颗能量最低的白矮星以来,损失的热量还不到其总热量的0.2%。这告诉我们,如果我们想要找到一颗真正的黑矮星,还需要经历漫长的时间尺度。
目前我们的宇宙中充满了各种各样的恒星,它们相隔遥远,组成了不同的星系结构,但是当我们等到第一颗黑矮星出现时,我们的本星系群早都已经合并成为了一个大的椭圆星系,大多数的恒星,当然也包括太阳,早已经燃尽、死亡,宇宙中剩下的恒星仅是质量最低的红矮星,已经那些失败的恒星:褐矮星。

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