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5个令人兴奋的假想宇宙物体,它们可能真的存在
19世纪的天文学家们用望远镜窥探着闪烁的天空,但很少有人能想象到在未来的下一个世纪里等待发现的宇宙奇迹。
恒星是如此稠密,一茶匙物质的重量就相当于一座山。 黑洞是如此致密,几乎没有什么能逃脱它的引力。 即使是星系,也尚未完全展现其闪耀的光彩。
理论和技术开辟了宇宙,让我们不仅可以看到看不见的东西,还可以听到遥远的黑暗巨人的脚步声。 很难相信外面有什么东西可以对我们隐藏,但仍然有一些假设的物体会让你头晕目眩。
也许未来的天文学家会确定它们。
黑矮星(Black dwarfs)
一旦耗尽燃料,像我们拥有的这颗太阳,注定会变成地球大小的高度致密物质的球体,每立方厘米的重量约为一吨。当它们继续发出白热的余热时,我们可以称这些天体为白矮星。
由于白矮星不会再积极地从聚变的原子中挤出鲜活的阳光,它们确实会变冷。最终,在大约1万亿亿年后,它们最终将与环境背景温度达到平衡,并变得完全黑暗。
我们的宇宙仅比130亿年大一点点,所以现在还没有研究的意义。不过,只要给它时间,我们的天空终有一天会成为一个恒星尸体的墓地,我们称之为黑矮星。
它们存在的可能性:几乎肯定(需要时间)。
索恩-祖特阔夫天体(Thorne–Żytkow object)
幸运的是,我们的太阳离退休还有几十亿年的时间。在它关闭引擎成为恒星潮一代之前,离我们最近的恒星将放松对其大气层的控制,让它的腰围变得肥胖,变成一个红巨星。
目前尚不清楚,未来地球的烘烤残骸是否会位于这颗膨胀恒星的边界内,或者太阳质量的稳定损失是否会导致其轨道充分漂移。
如果我们的星球发生热浸,持续不断的等离子冲击其表面将足以阻止其轨道,使其迅速向内旋转,走向毁灭。
但是,如果我们的星球不是一个软弱的岩石球,而是像另一颗恒星那样有分量的东西呢? 它能否像宇宙金鱼一样在它地狱般的鱼缸里徘徊至少一段时间,在它的红巨星同伴的内脏上盘旋?
这就是索恩-祖特阔夫天体(Thorne–Żytkow object)背后的想法。它是以物理学家基普·索恩(Kip Thorne)和安娜·祖特阔夫(Anna Żytkow)的名字命名的。1977年,两位物理学家对一颗红超巨星和一颗中子星在特定环境下的融合进行了计算。
根据他们的计算,一颗中子星可能在红巨星内部摇摆长达两个世纪之久,然后最终与核心合并,要么形成一颗更重的中子星,要么(如果质量正确的话)坍缩成一个黑洞。
早在2014年,天文学家团体认为他们可能在HV 2112恒星中发现了这样一个物体的例子。但并不是所有的研究人员都相信这是真的,所以这些假想的“混血儿”的存在还没有得到证实。
它们存在的可能性:非常有可能。
玻色子星(Boson stars)
根据物理学的标准模型,粒子有两种。
“费米子团队”代表物质的组成部分; 不容易重叠的现实块,允许原子凝结和分子生长。然后是“玻色子团队”。 它的粒子动物园包括那些控制力行为的粒子,这些力允许费米子结合或分开,产生从核衰变到光谱,再到整个化学领域的一切事物。
与费米子不同的是,玻色子对于占据同样的空间并不感到不安。把二十个堆在一个位置上,总是有地方再放二十个。
从理论上讲,玻色子可能会有一个漏洞来抵制这样“友好亲密”的关系。 例如,一种称为轴子的假想玻色子,可能会发现自己具有足够的排斥性,即使在其自身质量下聚集在一起时,也能抵抗重叠。
把足够多的轴子放在一起,使它们的位置保持平衡,你就可以得到一团不会阻挡光线或发出自己的玻色子的玻色子云。与黑洞类似,我们只能通过它们对周围环境的引力影响,来识别这些暗玻色子恒星。如果它们存在,它们将可以帮助解释暗物质,但这只是一个很大的“如果”。
它们存在的可能性:低(我们仍然没有令人信服的证据来证明轴子是一个东西)。
暗物质毛球(Darkino fuzzballs)
在21世纪新的十年开始之际,我们似乎离知道这个被称为暗物质的奇怪现象到底是什么还差得很远。它是一个缓慢移动的粒子吗?它是否以某种方式与自身相互作用?它是像黑洞一样集中,还是表现得像一团朦胧的雾?
如果,我们对它可能是什么做一些相当宽泛的假设 —— 比如说,一个质量极小的自引力粒子,它会让一个微弱的电子看起来像不可思议的绿巨人 —— 我们可能会想象,足够多的物质可能会下沉到银河系核心,形成一个巨大的球。
由于它们的质量很小,这个球体会被暗物质粒子形成的模糊光晕所包围,随着它们下沉,光晕会慢慢消失。它不会坍塌成黑洞,但总的重量仍相当于几百万个太阳。
这是很多的“如果”。尽管如此,它还是可以解释,为什么靠近银河系混沌中心的天体并没有像我们想象的那样围绕着一个更紧密的质量旋转。
这些所谓的“暗物质毛球”所产生的引力,对轨道上的质量的拉力刚好足以解释它们的轨道。
它们存在的可能性:非常低(我们必须先弄清楚暗物质是什么)。
反恒星(Antistars)
创造一个像我们这样的宇宙,需要一个令人印象深刻的买二送一的交易 —— 从沸腾的量子泡沫海洋中冒出的每一个物质粒子,都会出现一个带相反电荷的反物质粒子。
不过你得快点。如果这两个相反的粒子再次相遇,它们就会消失,只留下一团辐射。
考虑到我们周围的所有物质,很明显138亿年前并没有发生大量的抵消。要么是由于某种原因,大量反物质从未出现,要么就是即使出现了,在它能够抵消整个宇宙的物质之前,它就被带走、锁起来或被消灭了。
这是物理学家们努力想要解决的谜团之一。
有趣的是,如果一颗由这种失踪的反物质组成的恒星碰巧挂在夜空中,它看起来就像任何其他燃烧的气体球一样。代表它的性质的唯一暗示,是伽马辐射的标志性闪光,因为它的反氢原子被偶尔撞到它身上的物质湮灭了。
今年早些时候,天文学家公布了一项调查的结果,该调查寻找了这种能说明问题的闪光。在剔除了所有无法简单解释的东西之后,他们只剩下了14个候选的反恒星。
这并不意味着银河系中至少有十几颗由反物质组成的恒星 —— 这些候选者最终仍可能是已知的伽玛射线发射器,如脉冲星或黑洞。但如果真的存在反恒星,这种独特的伽马射线闪烁将会是它们的歌声。
它们存在的可能性:极低。
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