为什么恒星会产生巨大的当能量很高的人出现时？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-09-23 00:40 标签： 当能量很高的人出现时
引言在曾经，“无知”的人类误以为自己是“世界”之主，神创造了人类，人类便生活在世界的中心，日月星辰都围绕着我们而旋转。直到人类开始研究科学，大量的实际数据彻底击碎了我们过去的观念，不仅仅打破了人类世代以来编制的美梦，告诉了我们人是进化的产物，而非是神创，还为我们塑造更加庞大神秘的宇宙框架。我们这才明白，原来人类所在的地球根本不是所谓的“世界中心”，地球几十亿年来如一日地围绕着太阳旋转，甚至稍微偏转角度，或者向前向后一点距离，地表的生命都将受到巨大的影响，严重的话还可能因此而造成生物大灭绝。事实上，就算是对于人类而言已经很浩大宽广的太阳系，其实也只是一个非常平凡普通的恒星系统，比起银河系而言，太阳甚至可以说是在一片汪洋中的一点砂砾，丝毫不起眼。根据科学家们的常年观测和研究，他们发现银河系的中心是一个非常明亮的球状，这个“银心”到底是什么呢？银心是什么要想知道银心是什么，我们都先需要来简单了解一下银河系，当然，现代社会下想必很多人都已经完全知道银河系是什么样子的，如今我们只是稍微回顾一下。银河系就如同一个巨大的椭圆形的盘面，其中有四条非常明显的主要旋臂，而且还都比较对称，之间相隔的距离大概为4500光年，除了这四条大型旋臂以外，还要许多小一点的旋臂，常常出现分叉、合并、扭曲等等各异的形态。我们所在的太阳严格来说不属于这四大主旋臂任何一条上，而是在两条主旋臂中间的猎户臂的内侧，它的长度大概是20000光年，非常可能是从这两大主旋臂衍生出来的部分。我们今天所要了解的银心，则是位于银河系的盘状平面和其自转轴的交点处，直径大概是20000光年，厚度都能有10000光年，在其银道面上较为凸出。同时，银心还可以说成是银河系的中心区域，位于人马座的方向，太阳距离银心大概相隔32616光年，运行的方向与银河大概有着86°角度的偏离，公转的轨道大概属于是偏椭圆的形状，却也会受到周围比如质量不均等因素的干扰。根据科学家们观测，太阳绕着银心公转一圈的时间需要2.25亿年到2.5亿年，轨道速度为每秒217千米，按照太阳如今的年龄，它已然绕着银心旋转了20到25次。在以前，人类很难观测到银心，因为它与太阳系之间存在着大量的尘埃，人类看向银心的视线全然被拦住。根据后来更先进的设备，我们可以发现在银心13046.4光年外的地方有一条氢流膨胀臂，也就是以每秒53千米的速度从银心向外膨胀的旋臂，大概含有1000万个太阳质量的中性氢，膨胀的方向正是太阳系。正是因为这些物质的遮挡，早年人类很难利用光学望远镜看见银心，直到发明出了射电望远镜和红外观测技术，我们才发现了银心的样子。根据科学家们的观测，银心中其实还有一个强射电源，被叫做是人马座A*，他们还在2002年宣布人马座A*是一个大质量致密体，质量大概是太阳的240万到280万倍，在后来甚至更改为太阳的431 ± 38万倍或者是410 ± 60万倍。这种如此巨大集中的质量，很有可能是由于存在着超大质量的黑洞，再加上刚刚所说的银心不断向外喷砂的物质，极大可能就是黑洞导致的，因此我们可以判断出，银河系中心必然有巨型黑洞。如果银河内部真的存在着黑洞，那么又会出现另外一个问题——为什么银心会这么“亮”？为什么银心如此“亮”？要知道在我们的认知当中，黑洞是连光线都无法逃逸的天体系统，如果银心有一个巨型黑洞，那么它将会拉扯周围的所有天体，并将它们吞噬，还会“吃掉”附近的光线，直到它们消失。但是令科学家们没有想到的是，随着观测的不断深入，他们居然在银心发现了几十颗具有着非常明亮的光线的巨大恒星，体积大概是太阳的30到50倍，亮度更是超过了太阳的100倍。根据这些存在于黑洞附近的恒星，科学家们认为，黑洞周围在一定的范围外，围绕着它旋转的气态物质或许将会发展成为恒星。在过去，科学们一直在对银河系中心的各个天体进行观测，分析它们的活动规律和状况，而通过对一个叫做S2的恒星的追踪观测，科学家们证实了在S2的周围的确是有一个巨型黑洞。因为S2质量比我们所在的太阳多了7倍，却一直在以每秒5000千米的速度进行公转，要知道地球也才每秒236千米而已。科学家们认为，之所以S2会以如此快的速度进行15.2年一个周期的公转，正是因为它担心被附近的黑洞吸引“吃掉”，所以才会提高速度，与黑洞的引力相抵抗。而根据研究和计算，这一个巨型黑洞的质量大概是太阳的430万倍。同时，科学家们还发现银心中心在3.26光年的空间中存在着大量的恒星，数量高达4200万颗，密度非常高，达到了一立方光年的空间就有28.9万颗恒星的程度，是银河系中密度最大的地方，甚至比我们所在的太阳系周围的密度多了7200万倍。也正是因为这些恒星的密度极高，所以集中起来的亮度也很强烈，如果我们与银心中间没有那些星际尘埃的遮挡，或许就能清楚地看见来自遥远银心的几千万颗恒星光芒，甚至或许将会比月球还要明亮。科学家们曾经通过被放置在近地轨道的哈勃望远镜，根据其中的天文设备拍摄到了银心的照片，也向人们展示了最真实清晰的银河系中心的模样。我们可以看见，银心散布着非常多大质量的恒星群，这么多的恒星聚集在一起，形成了一片异常明亮的场景，几乎看不出黑黢黢的宇宙背景。科学家们还认为，由于银河系中心的黑洞，它们会不断吞噬核心处的恒星，并且在吞噬的期间也会因为分解而产生出巨大的能量，更会加剧银心的亮光，使得它看起来越来越明亮。为什么银心能牵制住银河系？之前我们也说过了，银河系中心的黑洞质量大概是430万个太阳加起来的质量，一般来说天体的质量越大，所具有的引力也就越强。但是银河系中有着1000亿到4000亿颗恒星系统，就算是取中间值，假设银河系只有2000亿颗恒星，整个银河系的重量也高达1万亿个太阳质量。对比下来，银心中的黑洞仅仅只有银河系的0.0005%左右，却能牵制住如此庞大巨量的银河系恒星群，这是为什么呢？可能很多人不知道为什么会有如此的疑问，以太阳系作为例子，我们头顶的太阳质量是整个太阳系的99.86%，这才吸引住了系内大大小小的天体，将它们牢牢地“囚禁”在一定的距离，而不会旋转着就跑走了。银心“凭什么”可以用这么少的质量拉扯住银河系呢？抱着这样的疑问，科学家们经过研究后，认为可能聚集在银心中的恒星也有起到一定的作用，是银心的黑洞，加上中心以及附近的恒星互相叠加后产生出来的效果。换句话说，就是黑洞吸引中心区域的恒星，再由这些恒星将周围的高密度恒星束缚住，后者的引力又牵制着更远的恒星，一层一层的叠加模式下，也就使得银河系的框架越来越大，逐渐形成了现在的样子。但是科学家们计算以后，发现其实就算是把黑洞和附近的层层恒星相加，这种方法固然有着一定的作用，但是银河系实在是太庞大了，这点引力作用完全无法让银河系的恒星们“乖乖听话”。或许靠内侧的恒星们会被束缚，可是外侧的恒星必然不会受到太大的引力影响，它们将会随时挣脱，逃向远方。后来，科学家们认为可能是银河系中存在的暗物质的作用。暗物质是宇宙中非常丰厚的物质，人类虽然无法直接观测到它的存在，却可以通过间接的方式估算出它，这些暗物质或许就是维持着银河系整体框架结构的重要因素，也正是因为它们，银河系才能够以0.0005%的银心黑洞重量，将整个银河系“安排”妥当，而不会散架。通过估算，银河系的暗物质的质量应该是超过8000亿倍的太阳质量，但是因为人类的科技还很有限，当前无法直接观测到这些神秘且重要的暗物质。结论人类的科技发展时间其实还很短暂，过去的时间我们受到封建主制度和宗教势力的压迫和限制，无法发展科技，使得社会长期处在停滞的阶段。从18世纪工业革命以来，一直到21世纪，也才短短300年的时间，而我们对于宇宙的探索更是短暂，宇宙之大远超人类所想，想要凭借目前几百年的科技去研究存在了138.2亿年的宇宙，这无疑是极其有难度的事情。当然，有难度不代表着人类无法做到，在未来科技的大力发展下，我们相信人类能够将任何的不可能变成有可能。
太阳就像一颗巨大的火球，无时无刻不在散发着光芒和热量，只有一小部分（约22亿分之一）被送到了地球，使地球变得更加温暖、更加舒适。太阳每秒放出3.8×10^26焦的能量，按照爱因斯坦提出的 E= MC^2的质能公式，我们可以推算出，太阳在一秒钟内会流失约4百万吨的质量，如果用小时来衡量，那么我们可以得出一个惊人的结论，那就是太阳“烧”了144亿吨的物质。所以，将来的太阳还会变小吗？按理说，随着太阳的不断流失，太阳的体积也会逐渐缩小，但是根据科学家的说法，它的体积会随着时间的推移而变得更大，直到五十亿年后，它就会变成一个“红巨星”，它的表面会一直延伸到地球的轨道上。为什么太阳一小时就能“烧”144亿吨的物质？首先来说，太阳的质量约为2亿万亿吨（2×10^27吨），也就是说，相对于太阳自身的质量而言，144亿吨的重量实在是微不足道，如果按一小时“烧”144亿吨的速率计算，那么即便到了五十亿年之后，它所造成的质量也只有百分之一的质量下降，对太阳的影响微乎其微。所以，将来太阳为何会变得更大？这要从太阳内部的机理来解释。从本质上来说，整个宇宙中的一切行星都是由无数的物质在引力的作用下形成的，包括太阳在内，其本身的质量也是如此，它的恒星本身便会受到重力的影响，它的体积会越来越大，体积也会越来越小，体积也会越来越大。而在这种崩塌的过程中，恒星内部的物质浓度也在不断的增加，温度也在不断的升高，最终达到了一个临界点，那就是在恒星的核聚变中，产生了大量的热量和热量。核聚变所能释放的能量非常庞大，在恒星的核聚变开始后，会爆发出大量的能量，从而在太阳内部形成一个向外的气压，这也是我们所说的，能够有效的防止太阳崩溃的原因。在太阳中心的核反应很微弱的情况下，地球引力就会起作用，太阳的体积就会受到引力的影响，而太阳的体积也会变得更小，温度也会变得更高，核反应就会变得更强烈，辐射压力也会变得更大。这样的话，太阳的体积就会增大，而当它膨胀的时候，它的内部的温度和密度也会随之下降，从而导致核反应减弱，那么引力就会再次占据优势。换句话说，太阳本身的引力会使其体积不断缩小，而其内部的辐射压力又会使其膨胀，因此我们可以假设，其大小与两者之间的平衡状态有关。所以，它们会不会永远维持着目前的平衡？答案是不可能的，毕竟太阳的“核燃料”总有一天会“烧”光，到时候谁笑到最后，就是引力了。但是，在漫长的时间内，太阳内部的辐射压力会不断增强，使其变得更大。氢聚合的最终产物是氦，但由于太阳的温度和密度并不足以引发氦的聚变，所以氦元素会在太阳的地心中聚集，导致太阳的外层膨胀，使得氢气的聚变面积越来越大。随着聚变面积的扩大，同样的情况下，更多的氢气参与到了核聚变中，而太阳引力则保持不变，因此，随着时间的推移，太阳的辐射压力也会越来越大。实际上，由于这个机理，太阳自诞生之日起就越来越明亮，其大小也随之增加。因为太阳内部的辐射压力很大，所以太阳表层的氢气并不能渗透到它的核心，所以“燃烧”的范围也就是它的一小块，大约是它的直径的四分之一。再过五十亿年，太阳内核里的氢气就会耗尽，这时，由于内部压力过大，太阳的内核会迅速崩塌，导致其核心的温度和物质浓度都要高，因此，太阳外层的氢气将会在太阳的中心产生强烈的核聚变，从而产生大量的能量。这就是所谓的“氢壳核聚变”，在这个过程中，太阳内部的辐射压力会急剧增加，它本身的引力已经完全不够看了，所以它就会像“吹气球”那样，飞速地膨胀，最终演变成为一个“红巨星”。同时，由于太阳的核心仍然没有辐射压力，因此它将会不断崩溃，其内部的温度和密度也会不断提高，直到某个极限时，恒星的氦原子将会被引爆，并在极短的时间内爆发出超过氢能聚变的数十亿倍（单位时间），这便是著名的“氦闪”。总之，尽管太阳一小时“烧”了144亿吨的物质，但对太阳而言，这样的质量损失实在是微乎其微。值得注意的是，在这一过程中，太阳将进化为一个密度很高的白矮星，其大小与地球相当。
天狼星是肉眼可见距离地球最近的恒星之一，距离我们约8.6光年。如果这颗恒星发生超新星爆发，将有多大能量，会摧毁地球生态吗，或者说人类还有救吗？现在，我们就根据现有科学常识来分析一下。先说说天狼星是怎样的恒星其实距离我们最近的恒星是比邻星，距离我们约4.22光年，但这是一颗很小的红矮星，质量约为太阳的12%，因此人类肉眼看不见。但比邻星是一颗三合星系统，其余的两颗叫南门二A和B，质量和太阳差不多，是人眼可见恒星排在第三的亮星。距离我们较近的恒星还有巴纳德星，这也是一颗红矮星，质量约为太阳的15%，肉眼也是看不见。在远点就是天狼星了，距离我们约为8.6光年，是除了太阳，恒星中最亮的那一颗，最亮时视星等达到-1.47.天狼星是一颗双合星系统，我们看到最亮的那颗星是天狼星A，这是一颗蓝矮星，质量约为太阳的2倍，直径约太阳的1.7倍，表面温度约10000K，星龄约2.42亿岁，寿命约为17.6亿年。太阳是一颗黄矮星，质量约为2*10^30千克。比太阳质量和亮度更大的恒星叫蓝矮星。但不管黄矮星还是蓝矮星，约太阳质量0.5倍以上到8倍的恒星，演化末期是变成一颗红巨星，之后外围气体物质逐渐膨胀消散在太空，核心留下一颗白矮星。现代天文物理学认为，只有质量足够大的恒星，演化后期才有可能发生超新星爆发，这个质量要求是至少达到太阳的8倍。这类恒星当核心氢燃料烧完后的演化后期，巨大的重力压力会让核聚变连锁发生，一直进行到铁为止， 最终坍缩导致热核失控，将外壳甚至整个星体炸毁。根据这种演化规律，天狼星A是没有机会成为超新星的。但问题就出在天狼星是一个双星系统，所谓双星系统就是有两颗恒星在引力作用下捆在一起相互缠绕运行。天狼星B是一颗质量小于天狼星A的伴星，但实际上，它是一颗已经死亡的恒星~白矮星。这颗白矮星的质量和太阳差不多，这说明其死亡前是一颗比天狼星A质量还要大的恒星。天文学家们建模估算，天狼星B在死亡前很可能是一颗约太阳质量5倍的蓝矮星。白矮星是一种高致密特殊天体，由于其体积极小，质量有太阳这么大，体积却只有地球这么大，因此其原子被极端重力压扁了，星球物质成为依靠电子简并压支撑的致密特殊物质，密度高达每立方厘米1~10吨。白矮星虽然是一种恒星尸骸，但死而未僵，由于其极大的引力，会将靠近自身的星际物质吸附过来，又叫吸积。研究发现，电子简并压的最大极限只能支撑1.44倍太阳质量，这个规律是一位叫苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡的印度裔美籍物理学家发现的，人们就把这个界限称为钱德拉塞卡极限。当白矮星吸积将自身质量增加到钱德拉塞卡极限时，重力就会导致星体进一步坍缩，由电子简并压向中子星简并压骤变，这种瞬间的突然坍缩，就会激发白矮星整个星体的碳核聚变，瞬间的能量无法释放，热失控导致巨大能量爆发，这种爆发就叫la型超新星爆发。天狼星B会吸积超过钱德拉塞卡极限吗？我的回答是很有可能。这是因为天狼星这个双星系统距离并不远，两颗恒星平均距离约为20AU，也就是20个天文单位，即地球到太阳的平均距离，约为1.5亿千米，20AU就是约30亿千米。天狼星B要吸积将自身质量增加到1.44倍太阳质量，光靠空旷的太空有一点点尘埃是远远不够的，它必须大量吸食天狼星A身上的物质，才有可能将自身质量增加到钱德拉塞卡极限。我们太阳系只有一颗恒星，太阳的引力锁住了八大行星和若干颗矮行星，还有几百颗行星卫星和无数颗小行星、尘埃等，引力影响势力范围达到1光年以上。距离太阳最远的行星海王星有30AU，冥王星更是距离40AU。天狼星双星相距只有20AU，因此，天狼星B要从天狼星A那里弄点食物并非不可能。但这么远距离，B要从A身上弄到0.44个太阳质量似乎很难，到天荒地老也难以达到。机会可能会发生在天狼星A寿终正寝的时候，也就是15亿年之后。当天狼星核心的氢燃烧完之后，核聚变就会朝着氦、锂、铍、硼、碳顺序一路演化，最终到碳结束。与此同时，其外围物质由于恒星引力和内部辐射变化而膨胀，恒星半径会扩大200~300倍。这样，半径约119万千米的天狼星A，变成红巨星半径就约为2.38~3.57亿千米。虽然如此，两星之间的距离还是很远。B星的机会是A星的膨胀会不断继续，最终这个星球外围约70%以上的物质都会扩散到周边的太空中。这样，就会有许多流离失所的星际物质被天狼星B巨大的引力所捕获。天狼星A流失到太空的1.4倍太阳质量的物质，最终能被天狼星B幸运地捕获达到惊天一爆的质量吗？难说。不过，由于这两颗星是相互缠绕着运动，约9.1年一个周期，在这样一个周期里，天狼星B很可能会像电脑游戏贪吃蛇吃豆豆那样，将扩散到轨道附近的A星物质吃个精光，这样就足以聚集到惊天一爆的能量了。天狼星爆发成超新星的能量有多大，对地球有什么影响？白矮星爆发的超新星被称为la超新星，其爆发条件遵循钱德拉塞卡极限，也就是1.44个太阳质量。因此所有la超新星都是极为标准的能量爆发，爆发的能量相当，爆发的亮度和光变曲线也基本是一样的。这样，只要发现这种la超新星爆发，无论这种爆发发生在多远，其绝对星等都应该是一样的。但距离不同，恒星的视星等就不一样了，也就是看到的亮度就不一样了，这两种亮度是可以换算的，通过换算就能够得到这个爆炸发生在多远距离，因此这种la超新星被称为宇宙中的标准烛光。宇宙天体发出的能量与亮度是成正比的，因此只要得到天体亮度，就能够计算出其能量。衡量天体亮度的标杆为星等，绝对星等是指自身发光的天体在距离32.6光年位置的亮度，视星等则是人眼能够看到的亮度。星等亮度是数值越小越亮，负得越多越亮，每个星等亮度相差2.512倍。太阳绝对星等为4.83等，la超新星爆发时的绝对星等可达-19.5等，也就是约为太阳亮度的40亿倍。超新星爆发时辐射的能量可达10^46焦耳/秒，而太阳的辐射能量为3.78*10^26焦耳/秒，太阳一生100亿年的辐射总量约为1.2*10^44焦耳，也就是说，la超新星爆发辐射的能量相当1万亿亿个太阳辐射的能量，相当83颗太阳一生的辐射总量。那么，在天狼星位置如果发生la超新星爆发，其能量对地球有什么影响呢？有人说，超新星爆发能够摧毁50光年半径的一切生命。这种力量我们如何理解呢？科学研究认为，超新星爆炸会将整个星体炸为极细的微粒，这些高能带点粒子以激波方式向四周扩散，最快时秒速可达20000多千米，接近光速的7%！这些冲击波最快将在122年后到达地球，很可能导致物种灭绝。而最早到达的当然是爆炸之光，以光速传播在8.6年后到达。这个亮度有多大呢？我们经过绝对星等与视星等换算公式：m=M-5log(d0/d) ，根据la超新星绝对星等M约为-19.5等，代入公式可得出，在地球上看到天狼星爆发超新星的视星等m约为-22.39等。太阳是距离我们最近的一颗恒星，视星等为-26.7等；月亮是距离我们最近的一颗地外天体，依靠反射太阳光满月时视星等为-12.7；而天狼星爆发成超新星的视星等约为-22.39等。这样看来，天狼星爆发的超新星还是没有太阳亮，亮度相差数十倍；但这颗超新星的亮度已经是天上除了太阳最亮的天体了，是月亮亮度的7520倍。这样，在天狼星爆发成超新星的那段日子，人们就可以看到天上有一颗很亮的星星，白天只要不与太阳重合，也能够看到。但这只是可见光，在爆炸中产生的X射线和伽马射线，才是危害生命的高能射线，如果这些射线很多，且以光速来到地球，就会在冲击波到达之前就已经将地球生命割了韭菜了。人类能够躲过天狼星超新星爆发这一劫吗？我的回答是肯定能。但这种“能”有两个含义，一个是人类早就灭绝了，无法经历这一切，也可认为是躲过了这一劫；还有一个就是人类如果能延续到那一天，应对这种情况早就是小菜一碟了。这个前提就是，如果天狼星要爆发成超新星，还有十几亿年的时间。人类的进化史还只有数百万年，智人的进化史还只有十几万年，人类文明史还只有几千年，人类科技史还只有数百年。而现在，人类科技发展已经进入快车道，几乎是现代一年能抵远古上千年。如果上天还能够给人类十几亿年的延续，科技文明早就发展到无法想象的神级阶段了，要么人类早就不在地球上，而是殖民其他恒星系统，甚至河外星系了。这样，天狼星再爆发出什么幺蛾子，对人类来说还算事吗？所以，人类要担心的是现在，已经到了生存和发展的瓶颈，还能不能延续下去的问题。环境和温室效应问题、核战等自我毁灭问题、小行星撞击问题、太阳剧变问题等等，就像达摩克利斯之剑，时时挂在人类生存的独木桥上，一旦落下就将万劫不复。所以，发展科技，保护并恢复生态环境，合作共赢，才是人类的唯一出路。如果要担心超新星爆发的话，可能更应该担心参宿四，这颗恒星早就到了演化末期，膨胀得很大且很不稳定。最近观测表明，参宿四时明时暗，似乎就有爆炸之势，或许早就已经炸了也未可知。如果是今天炸了，我们要在700年后才能够看到，因为这颗恒星距离我们约有700光年。参宿四是一颗约太阳质量12倍的恒星，根据恒星演化规律，是一定要发生大爆炸的。不过由于距离太远，即便爆炸对地球生命影响也不会很大，我们只会看到一颗与满月亮度差不多的星星。但有一个例外，就是爆炸时如果发生伽马射线暴，并且正好对准地球射过来，我们就会吃不了兜着走。发生在4.45亿年前的奥陶纪大灭绝，有些研究认为就是被超新星爆发的伽马射线暴照射的结果，这颗超新星是两颗中子星相撞引发，距离我们6000光年。不过，像参宿四这样质量并不算太大的恒星发生伽马射线暴的概率很小，即便发出也不一定就正好对着地球，因此，请各位把心放在肚子里，该吃吃该喝喝，吃饱喝足洗洗睡吧。你说呢？欢迎讨论点评。时空通讯原创版权，请勿侵权抄袭，感谢理解支持。

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