gov-civil-vilareal.pt검은 왜성 초신성: 우주의 마지막 폭발
>여기 행복한 생각이 있습니다. 우주는 흐느낌으로 끝날 수 있습니다. 그리고 쾅. 많은 앞머리.
천체 물리학자가 수행한 계산 먼 미래에 우주에는 검은 왜성 , 그리고 그들은 결국 초신성처럼 폭발할 수 있습니다. . 사실, 그것들은 우주가 할 수 있는 가장 마지막 일을 나타낼 수 있습니다.
그러나 이것은 오랫동안 일어나지 않을 것입니다. 아주아주아주아주오랜만*. 지금부터 얼마나 오래 걸릴지 설명하는 방법을 이해하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 당신의 두뇌는 그것에 의해 완전히 짓밟힐 것입니다. 그러나 우리는 먼저 별, 핵융합 및 물질에 대해 약간 이야기해야 합니다.
태양과 같은 별은 에너지를 방출합니다. 핵에서 수소 원자를 헬륨 원자로 융합할 때 . 이것은 수소 폭탄이 작동하는 방식과 매우 유사하지만 훨씬 더 큰 규모입니다. 태양은 100억 1메가톤 폭탄에 해당하는 에너지를 방출합니다. 모든 두번째 .
결국 수소는 고갈된다. 별이 얼마나 무거운지, 그 안에 무엇이 들어 있는지 등에 따라 복잡한 일이 많이 일어날 수 있습니다. . 그러나 태양 질량의 약 8~10배에 달하는 별의 경우 외부 층이 모두 날아가 코어를 우주에 노출시킵니다. 물질의 공이 된 코어가 압축된 이상한 양자 역학 규칙이 작동합니다. 그것은 여전히 원자핵(산소, 마그네슘, 네온 등)과 전자로 구성되어 있지만, 믿을 수없는 핵이 거의 닿아 있는 압력. 우리는 그러한 물질을 퇴화 물질 , 그리고 물체 자체를 백색왜성이라고 한다 .
우리에게 가장 가까운 백색 왜성인 시리우스 B는 질량은 태양과 같지만 지구 크기입니다. 비교를 위해 태양은 지구보다 100배 이상 넓습니다. 신용 거래: ESA와 NASA
이와 같은 별의 경우 거의 끝입니다. 그들이 수십억 년 동안 누려온 일종의 융합 과정- 열핵 (매우 단순화된) 원자핵이 너무 뜨거워서 서로 부딪혀 융합하는 핵융합 - 더 이상 작동할 수 없습니다. 백색 왜성은 섭씨 수십만 도의 매우 뜨겁게 태어 났지만 지속적인 열원이 없으면 식기 시작합니다.
그 과정은 수십억 년이 걸립니다. 초기 우주에서 형성된 백색 왜성은 이제 약 4,000°C의 적색으로 뜨거워질 만큼 충분히 차갑습니다.
그러나 우주는 140억년밖에 되지 않은 젊습니다. 아주 오랜 기간에 걸쳐 그 백색 왜성은 더 냉각될 것입니다. 결국, 그들은 거의 절대 영도(-273°C)까지 냉각될 것입니다. 그렇지 않으면 수조 년이 걸릴 것입니다. 수조 . 우주가 이미 존재했던 것보다 훨씬 더 오래되었습니다.
그러나 그 시점에서 퇴화 물질 물체는 어떤 빛도 방출하지 않을 것입니다. 그들은 어두울 것입니다. 그래서 우리는 그들을 부릅니다. 검은 왜성 .
그래서 그거야? 영원히 얼어붙은 채로 거기 앉아 있는 검은 난쟁이들뿐입니까?
머나먼 미래의 검은 왜성을 묘사한 작품. 한때 태양과 같았던 죽은 별. 이것은 다소 공상적입니다. 검은 왜성이 존재할 때쯤이면 우주의 모든 별들도 죽어야 합니다. 신용 거래: Baperookamo / Wikimedia Commons / Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International
글쎄요, 아닐 수도 있고 여기에서 상황이 이상해지기 시작합니다(예, 알고 있습니다. 이미 이상하지만 몇 단락만 기다리면 됩니다). 현재 물리학자들은 가장 기본적인 아원자 입자 중 하나인 양성자가 저절로 썩을 수 있다 . 평균적으로 이것은 매우 오랜 시간이 걸립니다. 실험적 증거는 양성자 반감기가 적어도 103. 4연령. 1조 입니다 일조 현재 우주의 나이보다 몇 배 더 길다.
그것이 사실이라면 흑색 왜성의 원자핵 내부에 있는 양성자가 붕괴할 것임을 의미합니다. 그렇게 하면 일정 시간이 지나면 1035또는 몇 년이 지나면 검은색 왜성이… 증발할 것입니다. 똥. 다 쓴. 그 시점에서 남겨질 모든 것은 더 조밀하다 중성자별 그리고 블랙홀 .
중성자별을 둘러싼 자기장을 묘사한 작품. 신용 거래: 케이시 리드 / 펜실베니아 주립대학교
그러나 현재 입자 이론에 의해 예측되는 양성자 붕괴는 아직 관찰되지 않았습니다. 양성자라면? 하지마 부식? 그렇다면 검은 왜성은 어떻게 될까요?
그것이 바로 이 새로운 종이가 나오는 곳입니다. . 다음과 같이 중요해지는 다른 양자 역학 효과가 있음이 밝혀졌습니다. 터널링 . 원자핵은 양전하를 띠는 양성자로 가득 차 있기 때문에 원자핵은 서로 반발합니다. 그러나 그들은 검은 왜성의 중심에서 매우 가깝습니다. 양자 역학은 입자가 갑자기 아주 작은 거리(터널링 부분이고 물론 훨씬 더 복잡하다 여기 내 지나치게 단순한 시놉시스보다), 그리고 만약 하나의 핵이 다른 핵에 충분히 가깝게 점프한다면, kablam! 그들은 융합하여 더 무거운 원소 핵을 형성하고 에너지를 방출합니다.
이것은 많은 열을 필요로 하는 열핵융합과는 다릅니다. 이 종류는 열이 전혀 필요하지 않지만 밀도가 매우 높아야 합니다. 피크핵 융합( 자랑스럽게 고대 그리스어로 밀집한 ).
시간이 지남에 따라 흑색 왜성 내부의 핵은 매우 천천히 융합됩니다. 방출되는 열은 미미하지만 전반적인 효과는 더 조밀해진다는 것입니다. 또한 일반 별에서와 같이 융합하는 핵은 철까지 더 무거운 핵을 생성합니다.
그게 문제야 . 자체의 강력한 중력에 대해 별을 유지하는 효과는 전자 사이의 축퇴 압력입니다. 철을 융합하려고 하면 전자를 먹어치웁니다. 충분한 양의 철이 융합되면 전자가 사라지고 물체에 대한 지지대가 함께 이동하여 붕괴됩니다.
369를 적는 방법
초초신성인 핵붕괴 초신성의 삽화. 신용 거래: NASA/다나 베리/스카이웍스 디지털
이것은 일반 별에서도 발생합니다. 그것들은 태양 질량의 8-10배 이상으로 꽤 무거워야 합니다(그래서 코어는 태양 질량의 적어도 1.5배 정도입니다). 그러나 핵과 같은 별의 경우 갑자기 붕괴되면 핵이 서로 충돌하여 중성자 덩어리를 형성합니다. 중성자별 . 이것은 또한 릴리스 많은 에너지로 초신성을 생성합니다.
이것은 검은 왜성에게도 일어날 것입니다! 충분한 양의 철이 축적되면 그들 역시 붕괴되어 폭발하여 중성자별을 남깁니다.
그러나 pycnonuclear fusion은 고통스러울 정도로 느린 과정입니다. 갑작스런 붕괴와 카블로이까지 얼마나 걸릴까요?
네, 이 번호를 설명하겠다고 앞서 약속했습니다. 가장 먼저 붕괴할 질량이 가장 큰 흑색왜성의 경우 평균적으로 소요되는 시간은 101,100연령 .
10의 1,100승입니다. 1 뒤에 1100개의 0이 옵니다.
나는… 그것이 얼마나 긴지에 대한 비유가 없습니다. 한심한 고기 조각이나 두개골에 어떤 종류의 합리적인 의미를 갖기에는 너무 많은 숫자입니다.
내 말은, 진지하게 다음과 같이 쓰여 있습니다.
내 말은, 자. 10^1100의 거듭제곱이 기록되었습니다. 크레딧: Phil Plait
그건 많은 0의. 전화번호가 맞는지 확인하세요.
나는 그것을 의미가 있는 더 작은 단위로 나누려고 노력했지만, 자. 우리가 명명한 가장 큰 숫자 중 하나는 구골 , 10100, 1 뒤에 0이 100개 있습니다.
위의 숫자는 구글열하나, 11승의 구골.
그리고 그 검은 왜성들은 첫 번째 . 가장 낮은 질량은 훨씬 더 오래 걸립니다.
전여친을 되찾는 사랑의 주문
얼마나 더 오래? 당신이 물은 것이 별로 기쁘지 않습니다. 약 10시쯤 무너진다.32,000연령.
오타가 아닙니다. 10의 32,000승입니다. 일 그 뒤에 0이 32,000개 있는 경우 .
자 그리고 나서.
나는 이것이 태양보다 더 무겁게 시작하는 별을 위한 것이라는 점에 주목하겠습니다. 우리 별과 같은 별은 피크핵 핵융합을 할 만큼 충분히 크지 않습니다. 핵을 필요한 밀도로 압축할 만큼의 질량이 충분하지 않습니다. 따라서 흑색 왜성으로 변하면 그 정도입니다. 그 후, 아무것도.
양성자가 붕괴하지 않는다고 가정하면 다시 언급하겠습니다. 그들은 아마도 그렇게 할 것이므로 우리가 볼 수있는 실제 결과없이 물리학을 가지고 노는 것일 수 있습니다 (어쨌든 주변에 없을 것입니다). 아니면 우리가 양성자에 대해 잘못 알고 있을 수도 있고 상상할 수 없을 정도로 먼 미래에 우주는 중성자 별, 블랙홀, 태양과 같은 저질량 흑색 왜성, 그리고 언젠가는 붕괴되어 폭발할 60조 개의 흑색 왜성으로 구성될 것입니다.
블랙홀 주위에 소용돌이치는 가스 원반이 있는 블랙홀이 원반에서 나오는 빛에 미치는 맹렬한 중력의 기이한 효과를 고려할 때 어떻게 보일지 시뮬레이션합니다. 신용 거래: NASA의 Goddard 우주 비행 센터/Jeremy Schnittman
블랙홀, 참고하겠습니다. 마찬가지로 증발 , 그리고 그 중 마지막은 googol 년 이내에 가야합니다. 그렇다면 검은 왜성 초신성은 우주가 소집할 수 있는 마지막 에너지 사건일 수 있습니다. 그 후, 아무것도. 열 죽음. 무한한 시간을 위한 무한한 추위.
야, 더 나빠진다. 우주는 팽창하고 있지만 우리가 볼 수 있는 부분은 주목할 만한 우주는 실제로 줄어들고 있습니다. 이것은 암흑 에너지와 우주의 가속 팽창과 관련이 있습니다. 이는 제가 다른 곳에서 설명했습니다. . 그러나 검은 왜성이 폭발하기 시작할 즈음에는 우리가 볼 수 있는 우주가 우리 은하의 크기로 축소될 것입니다. 글쎄, 그때까지 남은 것은. 그때쯤이면 검은 왜성이 지금까지 흩어져서 관측 가능한 범위에 하나도 없을 가능성이 있습니다.
그건 뜯는 소리야. 그렇게 오래 기다리면 어느 정도 보상이 있을 것이라고 생각할 것입니다.
그렇다면 왜 이 모든 것을 계산하기 위해 모션을 취해야 합니까? 좋은 생각이라고 생각합니다. 우선, 과학은 결코 낭비되지 않습니다. 이게 다 맞을 수도 있습니다.
또한 계산을 수행하는 행위는 관찰 가능한(양성자의 붕괴와 같이) 지금-여기에 영향을 미칠 수 있는 흥미로운 부수적 결과를 산출할 수 있습니다. 가시적인 이득이 있을 수 있습니다.
그러나 실제로 내 돈을 위해 이 멋진 상상의 행위가 과학의 전부입니다. 한계를 뛰어넘다! 경계를 넘어라! '다음은 무엇입니까? 이후에는 어떻게 됩니까?' 이것은 우리의 경계를 확장하고, 우리의 한계를 밀어내고, 알려진 물리학과 수학의 한계 내에서 두뇌를 자유롭게 하여 다른 방법으로는 발견되지 않은 길을 찾도록 합니다.
진실을 찾는 것은 험난한 길일 수 있지만 그것은 이해로 이어지며 거기에는 아름다움이 있습니다.
* 얼마 전 처음 나왔을 때 이 주제에 대해 제 SYFY WIRE 동료인 Jeff Spry가 작성한 기사로 연결됩니다. 그는 그것에 대한 좋은 요약을 제공하지만, 직접 논문을 읽은 후 더 깊이 잠수하고 싶었습니다. 그리고 솔직히 말해서 이 주제에 대해 이 길이의 기사를 세 번 쓸 수 있습니다. 여기에서 많은 일이 일어나고 있습니다.
