白矮星|白矮星有多致密?1立方厘米就有1吨的质量,引力是地球的10万倍

自人类诞生以来 , 我们一直对宇宙的广阔空间充满好奇 。 当我们仰望星光熠熠的夜空时 , 总是想着去数一数它们的个数 。 仅凭眼睛我们就可以在夜空中看见几千颗恒星 。 而根据科学家的估计 , 仅银河系就至少有1000亿颗恒星 , 那整个宇宙中的恒星数量是难以想象的 , 那么可观测宇宙中可能有不少于20万亿颗恒星 。
这还只是可观察的宇宙 , 如果加上宇宙中不可观测部分中的恒星 , 那么数量真的不计其数了 。 而这么多的恒星 , 它们最终命运都是一样的 , 最终在经过一系列膨胀和收缩后吹走外层 , 变成一颗白矮星 。
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那么什么是白矮星?
我们以太阳为例 , 当太阳衰老时 , 它的核心会发生一系列变化 。 现在的太阳正处于成年期 , 它正在把氢融化成氦 , 当氢燃料耗尽时 , 它将膨胀成一颗红巨星 。 进行以氦为燃料的核聚变 , 把氦熔化成碳 , 制造出氧气和氖气 。
【白矮星|白矮星有多致密?1立方厘米就有1吨的质量,引力是地球的10万倍】剩下的都被吹散到周围的太空中 , 这时的核心存在一种力 , 这种力叫“电子简并压力” 。 我们知道相似的电荷会互相排斥 , 比如电子带有负电荷 , 它们会互相排斥 。 你挤压的越紧 , 这种斥力就越大 , 而电子简并压力就和这种斥力差不多 。
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它用量子力学中的“泡利不相容原理”得来 , 描述了亚原子粒子在微小尺度上的行为 。 其中一条就是将两个电子靠在一起 , 就会被这种力推开 。 这种斥力非常强大 , 一旦氦聚变停止 , 它就会成为支撑恒星核心的主导力量 。
当电子简并压力平衡核心的巨大引力时 , 恒星就会变成白矮星 , 它只有地球大小 , 太阳原来宽度的1% 。
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由于体积被缩小 , 白矮星变得异常致密 。 1立方厘米就有1吨的质量 。 白矮星的密度太大 , 表面引力轻易超过地球引力的10万倍 。 如果你有75公斤的重量 , 那站在白矮星上将重达7500吨 。
白矮星因又小又白而得名 , “小”很容易理解 , 就是说它体积小 。 “白”是因为它的温度太高了 , 超过了10万摄氏度 , 导致它发白光 。 但白矮星没有能量来源 , 最终它的热量会消散 , 冷却成一颗黑矮星 。 不过这需要千亿年的时间 , 目前宇宙还太年轻 , 黑矮星它只存在于理论之中 。


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