如果有一天,太陽的燃料耗盡了,它會變成黑洞嗎?
不會的。
太陽的質量太小了,就是燃燒光了,不也不會變成黑洞,只會變成白矮星。
根據一個印度奇才,年輕的物理學家錢德拉塞卡19歲的時候的計算,如果一個恆星的質量小於1.4倍太陽質量,那麼,等這個恆星燃燒完了以後,就會變成白矮星。
後來,又有物理學家奧本海默等人的計算表明,如果一個恆星的質量比1.4倍太陽質量要大,但比3倍太陽質量要小。那麼,這樣的恆星在燃料耗盡的時候,會變成中子星。
現在,情況已經很清楚了,太陽的質量落在了白矮星的區間里,所以,太陽不可能變成中子星,更不可能變成黑洞。
當然了,錢德拉塞卡做的這個計算為他後來贏得了諾貝爾物理學獎,但是,一直到1983年才頒獎。那時候他都已經很老了。為什麼會這樣?主要他年輕時候的老師愛丁頓不同意他的觀點,認為如果恆星會坍塌是違反自然規律的。所以,錢德拉塞卡在英國呆不下去,只好去了美國芝加哥大學。
錢德拉塞卡到了美國以後,成為芝加哥大學的教授,1951年招了一個博士後,就是我們中國的傑出物理學大師李政道,李政道也做了白矮星的計算,不太同意錢德拉塞卡的結論,兩個人吵架了,鬧得不太愉快。不過李政道雖然年輕,但先比錢德拉塞卡得到諾貝爾物理學獎金。
錢德拉塞卡有一本書,叫《黑洞的數學》,寫得很有水平,他的數學水平也是很好的。
目前學術界公認的是錢德拉塞卡的計算結論:如果一個恆星的質量小於1.4倍太陽質量,那麼,等這個恆星燃燒完了以後,就會變成白矮星。
按照目前的趨勢,太陽將在數十億年之後耗盡核燃料,它並不會演變成黑洞,也不會演變成中子星,而是會演變成白矮星,這一切皆與太陽的質量有關。為了解為什麼太陽無法演變成黑洞,我們就需要知道黑洞是如何產生的。
太陽目前處於恆星演化周期中的主序星階段,在此期間,太陽處於一種相當穩定的狀態。太陽中有兩股力量正在較勁,其一是始終會使太陽向內坍縮的重力,另一種是中心區域的核反應會產生向外的輻射壓,這兩種作用力目前處於一種平衡的狀態。但在數十億年後,太陽逐漸耗盡核燃料,其中心所能產生的向外輻射壓越來越小,所以重力將會佔據主導地位,從而導致太陽向內坍縮。
太陽會坍縮到何種地步取決於其自身質量。由於太陽質量小於錢德拉塞卡極限(1.44倍太陽質量),所以太陽將會坍縮成一種密度很高的天體,原子已被重力壓碎成原子核和電子,電子簡併壓力(電子之間的排斥力)能夠阻擋太陽進一步坍縮。最終,太陽的結構達到穩定的狀態,此時所形成的天體就是白矮星。
如果恆星的質量大於錢德拉塞卡極限,但小於奧本海默極限(太陽質量的3.2倍),則恆星重力將超過電子簡併壓力,導致恆星進一坍縮,使得電子被擠入原子核中與質子結合成中子。中子簡併壓力能夠阻擋恆星進一步坍縮,從而形成中子星。
如果恆星的質量比奧本海默極限還大,則恆星重力將超過中子簡併壓力,導致恆星進一坍縮,使得中子完全被壓碎,中心坍縮成一個體積無限小的奇點,最終所形成的天體就是黑洞。由於太陽的質量小於奧本海默極限,所以太陽最終不會演化成黑洞。
現在正值太陽的中年時代,想那麼多幹什麼!有時間多陪陪父母、家人歡度中秋,多多考慮事業發展該有多好!!
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