天文
再一次 確認了太陽“死后”的形態——行星狀星云
一開始,天文學家認為太陽死后會變成一團行星狀星云——由氣體和宇宙塵埃組成的發光氣泡——但后來的證據又表明,太陽的質量稍有不足。
一支國際天文學家團隊在2018年再次翻轉結論,發現行星狀星云確實是太陽最有可能的結果。
太陽約有46億歲。根據對其他恒星的觀測,天文學家預測它將在大約 100 億年后達到生命盡頭。
當然,中間還會發生別的事情。在大約50億年后,太陽將變成一顆紅巨星。恒星的核心會縮小,但外層會擴展到火星軌道,在這個過程中吞沒我們的地球——如果它還在那里的話。
有一件事是肯定的:到那時,人類肯定已經不在地球上了。事實上,除非我們找到新的家園,否則人類還剩下大約10億年的時間。因為太陽的亮度每十億年增加約10%。
10%聽起來還算OK?但其實那足以終結地球上的生命。我們的海洋會蒸發,表面會變得太熱而無法形成水。
紅巨星之后發生的事情,現在還很難確定。先前的幾項研究發現,為了形成明亮的行星狀星云,恒星需要2倍太陽質量。
然而,2018 年有模擬顯示,與 90% 的其他恒星一樣,我們的太陽最有可能從紅巨星縮小為白矮星,最終化為行星狀星云。
“當一顆恒星死亡時,它會將大量氣體和塵埃——稱之為包層——噴射到太空中。包層可以達到恒星質量的一半。把恒星的核心裸露在外。燃料耗盡,最終死亡。”該論文的作者之一、英國曼徹斯特大學的天體物理學家 Albert Zijlstra 解釋道。
“到那時,熾熱的核心才能讓噴射出的包層在大約 10000 年內發出明亮的光芒——這在天文學中是一個短暫的時期。這就是使行星狀星云可見的原因。有些是如此明亮,以至于可以從數百萬光年的極遠距離上看到它們。須知,在這一距離恒星原本的光太微弱,正常是無法看到的。”
行星狀星云在整個可觀測宇宙中相對常見,其中著名的有螺旋星云、貓眼星云、環形星云和泡泡星云。
它們之所以被命名為行星狀星云,并不是因為它們與行星有任何關系,而是因為當威廉·赫歇爾在 18 世紀后期發現第一批行星狀星云時,它們的外觀與當時的望遠鏡中的行星相似。
大約 30 年前,天文學家注意到一些奇怪的事情:其他星系中最亮的行星狀星云都具有大致相同的亮度。這意味著,至少在理論上,通過觀察其他星系中的行星狀星云,天文學家可以計算出它們的距離。
數據表明這是正確的,但模型與之相矛盾,自那以來一直困擾著科學家。
“老的、低質量的恒星應該比年輕的、質量更大的恒星產生更暗淡的行星狀星云。現在卻是相同的亮度,這已成為過去25年里的學術沖突之源。”Zijlstra說,“數據表明你可以從像太陽這樣的低質量恒星獲得明亮的行星狀星云,模型說這是不可能的,任何小于太陽質量兩倍的東西都會讓行星狀星云太暗而無法看到。”
2018 年的模型通過降低死亡恒星的質量門檻,解決了這個問題。
質量小于太陽 1.1 倍的恒星不會產生可見的星云。另一方面,質量比太陽大 3 倍的恒星會產生更亮的星云。
對于介于兩者之間的所有其他恒星,理論預測的亮度非常接近觀測到的亮度。
“這是一個很好的結果,”Zijlstra 說。 “我們現在不僅有辦法測量遙遠星系中年齡為數十億年的恒星的存在,這是一個非常難以測量的范圍,我們甚至發現了太陽死后的樣子! "
https://www.sciencealert.com/scientists-figured-out-when-and-how-our-sun-will-die-and-it-will-be-epic
@14小時 ago
三十五億年進化到如今水平,還有十億年。
@13小時 ago
為什么人類不能進化出來隔熱護甲?
@12小時 ago
人類發展史才那么點時間,十億年夠來好多輪回了
@11小時 ago
今天跟媳婦分享了這個事,她說為什么可以算出來不懂,我說這個很復雜的,正準備大概解釋一下,結果她來一句“本來就不以人的意志為轉移,哪天突然爆炸了就沒了”我摳腦殼:“說的啥啊,世界上有物理定律的,萬事萬物都按規律運行”她:“物理定律也只是現在,不一定未來”我突然陷入沉默,醍醐灌頂……確實可能突然說沒就沒了呢……
@10小時 ago
@Gigi: 不可知論屬于唯心
@5小時 ago
@Gigi: 這短短的一段話其實混合了兩種不同的觀點,第一種是“現在人們所知的物理規律是不準確的,未來會被新的發現推翻”,第二種是三體式的“現在的客觀物理規律只在當下這片時空內適用,未來在被降維打擊或者真空衰變(相變)之后就不一樣了”
對于第一種,我選摘一下阿西莫夫的《錯誤的相對性》:
“前幾天我收到一封讀者來信
“這位年輕的英語文學專家在引述了我的話之后,嚴肅地給我講解了這樣的事實:在每個世紀里,人們都以為他們是最終了解了宇宙,但在每個世紀里,都在證明是錯誤的。據此,對我們的現代“知識”,我們所能說的一點就是,它是錯誤的。
“這個特別的論調,早在四分之一世紀以前就由約翰·坎貝爾向我提出來了,他可是一位刺激我的專家。他告訴我,一切理論遲早都會被證明是錯誤的。
“我給他的回答是:“約翰,當人們認為地球是平面時,他們錯了;當人們認為地球是球體時,他們也錯了。但假如你以為,地球是球體與地球是平面這兩種看法的【錯誤程度完全相同】,那么,你的錯誤,比上述兩種觀點加到一起還嚴重。”
“在人類文明的早期,人們普遍認為地球是平的。
“這并不是因為人們愚蠢,也不是因為他們固執己見非要相信愚蠢的事情不可。他們認為地球是平的,是基于確鑿證據的。它【不是】簡單的“地球看上去就是這樣”的問題,因為地球看上去并【不】平 。地球看上去毫無規律地起伏不平:有山、有谷、有溝壑、有懸崖,等等。
“當然,地球也有平原。在局部平原地區,地表看上去【的確】十分平坦。其中一塊平原位于底格里斯河和幼發拉底河流域,那是人類第一個有史文明(有文字記載的文明),即蘇美爾文明的發祥地。
“也許正是平原平坦的地表,才使聰明的蘇美爾人接受了地球是平面這一定論;而且,假如以某種方式削平或者填平地表的一切起伏,那么,你將得到一個平面。對這個觀念的確立起了作用的可能還有這樣的事實:在風平浪靜的日子,大片水體(池塘或者湖泊)看上去非常平坦。
“誠然,有些現象表明平面地球說不能令人滿意。大約在公元前 350 年,希臘哲學家亞里士多德把這些現象總結了出來。首先,當一個人向北走時,某些星星會消失在南方的地平線之外,而他向南走時,某些星星則消失在北方的地平線之外;其次,在形成月食時,地球在月亮上的陰影總是呈圓弧狀;再次,就是在地球上,船只無論向哪個方向走,都會消失在水平線之外,而且最先消失的將是船體(然后才是桅桿)。
@5小時 ago
2/3(接上)
“根據他(埃拉托色尼)的計算結果,地球的周長是 40000 千米。
“這個大小的球體,曲率大約是 0.000126。可以看出,它是個非常接近 0 的值,是古人掌握的技術難以測出來的。0 和 0.000126 之間的微小差別說明了,為什么平面地球說發展到球體地球說經歷了那么長的時間。
“然而,地球是球體嗎?
“它是個扁球體,而非正球體。這意味著地球上不同的直徑,其長度是不同的。最長的是那些從赤道上一點出發到赤道上另一點的任何直徑。這些“赤道直徑”的長度是 12755 千米。最短的是從北極到南極的直徑,這個“兩極直徑”的長度是 12711 千米。他們相差 44 千米,也就是說,地球的扁率是 44/12755 = 0.0034。
“我們換一種表達方式吧。在平面上,曲率處處為零;在球體地球的表面上,曲率處處為 0.00126(也就是每千米 12.626 厘米);在扁球體地球表面上,曲率介于每千米 12.584 厘米和每千米 12.669 厘米之間。
“從球體到扁球體的修正,比從平面到球體的修正要小得多。所以,雖然球體地球說是錯誤的,但嚴格地講,它卻錯得不像平面地球說那么嚴重。
“同樣嚴格地講,甚至扁球體地球說也是錯誤的。
“除去說地球是梨形的以外,似乎再也找不到更合適的比喻來描述地球的形狀了。
“其實,這個梨狀體與標準扁球體的偏差只是幾米的問題,而不是幾千米的問題,對表面曲率的修正也只是每千米百萬分之幾厘米。
“總之,我那位英語文學專業的朋友生活在一個錯誤和正確都絕對化的精神世界里面。他也許還在想,因為一切理論都是錯誤的,所以,人們現在可以認為地球是球體,但下一個世紀卻是立方體,再下一個世紀是空心 20 面體,再下下個世紀又是圈餅狀的東西。
“實際情況是,科學家們一旦有了一個好的概念,就會隨著測量儀器的進步,以越來越成熟的手段逐漸把它完善和發展。”
@5小時 ago
3/3(接上)
對于第二種觀點,我引用一下讓-皮埃爾·盧米涅的《黑洞與暗能量》:
“我們習慣認為,事物的原因要么是“基礎的”,涉及普遍的物理定律,比如蘋果下落是因為它服從萬有引力,而且不能不服從;要么是“偶然的”,與歷史形勢有關,比如蘋果落在牛頓頭上是因為牛頓當時就在樹下,而他原本可以在別處。但是,我們這些置身于宇宙內的造物眼中所謂普遍的定律,對宇宙自身而言并不一定是根本性的。”
真空相變就屬于這一類,即在更根本的物理規律的基礎上衍生出的、其實是具有偶然性質的打引號的“物理規律”,例如萬有引力常數為什么是這個數值。那我們現在的人類是不愿意去深究那種更正確的、更根本的物理規律嗎?只有等到未來發現“物理規律”改變了才肯探究,如此愚鈍?
相反,我認為這是一種智慧,也就是奧卡姆剃刀原理“如無必要勿增實體”,或者說就是務實精神:在沒有觀察到與降維打擊技術、真空相變有關的任何蛛絲馬跡(實驗的或理論上的)之前,對其的研究便無跡可尋(例如真空衰變會在未來什么時候發生)。
總之,更根本的物理規律在降維打擊或真空相變時并沒有發生改變,而衍生的偶然性“物理規律”就算是突然改變了,你又能拿它怎么樣呢?一項研究成果的意義難道是依附于沒有實際證據的、沒有征兆的偶發性事件之上的嗎?就好比新婚度蜜月的時候你毫無證據地來一句“要是未來你出軌了,現在的蜜月旅行豈不是毫無意義”?