滿天的繁星，是否有一天會全部熄滅？

滿天的繁星，是否有一天會全部熄滅？- José Luis Qui?ones / APOD

130多億年前，宇宙間的第一顆恆星被點燃。從此後，原本黑暗的宇宙逐漸充滿了光明。

恆星是星雲坍縮的產物。星雲的密度是不均勻的，密度大一點的地方，引力也大一點。因此物質在這些地方越聚越多。物質的密度和質量超過臨界點後，這些地方的核聚變就開始了，恆星就誕生了。

恆星及行星系統的誕生過程。

恆星就好像一個個火把，照亮了黑暗。它們都產生光和熱。只不過火把的燃燒是分子間的化學反應，而恆星的燃燒是原子核間的聚變反應。恆星和火把一樣，燃料是有限的，它們都有熄滅的一天。

恆星以氫為主要燃料。如果它們的質量足夠大，那麼一旦氫燃料耗盡，前一階段聚變的副產品——氦，就會取代氫的地位，把聚變反應進行下去，維持恆星的相對穩定。就這樣，一個階段一個階段地，較輕的元素被一步步地聚變成較重元素，直至新生成的元素，不足以在其內部環境中繼續聚變。聚變反應的停止，導致能量產生的終止。恆星會在瞬間失去穩定，它的身體無法承受引力之重，隨即坍塌。堅硬的內核會把內突的物質向外猛烈地反彈，製造出宇宙間最為壯觀的天體現象之一——超新星。

哈勃太空望遠鏡拍攝的超新星1987A。

質量較小的恆星性情溫和。臨終的它們逐漸失去對物質的掌控。物質流失，形成所謂的「行星狀星雲」。而質量最小的矮星，可能連「行星狀星雲」也製造不出來。

恆星的死亡方式各種各樣。但它們的死亡，並不都會立即導致它們停止發光。除了四散的物質，總還會留下一個內核。這個內核有的是黑洞，有的是中子星，而大多數是白矮星。

我們可以說恆星級黑洞是立即熄滅的恆星，因為它們根本不發光。除非它擁有豐富的「食物」。但對於中子星和白矮星而言，情況完全不同。

中子星模擬圖。

中子星沒有黑洞那麼極端，但也擁有極高的密度。恆星燃燒的所有副產品，在超新星爆發過程中，會被壓進一個體積極小、密度極高的球體中。這個球體的直徑可以低至十幾千米，密度可以在每立方厘米10的15次方千克左右，溫度可以高達10的6次方K。雖然核聚變在中子星內部不再進行，但高溫仍會導致它繼續發光。

中子星通常是藍白色的。但它產生的輻射，大部分集中在肉眼看不見的X射線波段上。中子星沒有能量補充，因此必然會變冷、變暗。但中子星體積極小，它的所有能量，如果通過它極為有限的表面散發，幾乎起不到什麼明顯作用。因此對它而言，起主要作用的冷卻方式是一種尚未被完全了解的物理機制——「中微子冷卻」。中子星冷卻的過程十分漫長，最短也相當於宇宙當前年齡的大約100萬倍。有得等了。

所幸，不是所有的恆星熄滅都要這麼久。較小質量的恆星在核聚變反應停止後，會慢慢收縮成白矮星。白矮星的體積沒有中子星那麼小，密度也沒有中子星那麼大。它們的體積可以達到中子星的一千倍，大約相當於地球。它們的表面溫度大約是2萬K，是太陽的3倍多。比中子星涼爽多了！所以白矮星的冷卻在理論上要比中子星快一點。

和地球差不多大的白矮星。白矮星表面的重力可以達到地球的10億倍。

但白矮星的「散熱」主要只能通過它的表面，而不是中微子的逃逸。要讓白矮星黑化，從宇宙背景上消失，那麼它的溫度就必須接近絕對零度。這個過程需要的時間，大約相當於宇宙當前年齡的1000倍。和中子星相比，這已經相當快了。一旦溫度接近宇宙背景溫度，它們就會變成「黑矮星」。

宇宙中可能還沒有黑矮星，因為宇宙還不夠老。

由此看來，宇宙還是相當年輕的。因為當今宇宙中並不存在「黑矮星」。今天，宇宙中溫度最低的白矮星，只失去了0.2%左右的熱量，離變「黑」還遙遙無期。但現在沒有，並不等於將來不會有。只不過它出現的時間，是在極其遙遠的未來。

我們知道它們會出現，我們也知道它們什麼時候出現。那是在我們的銀河系和仙女座星系融合之後，那是在銀河中大部分恆星已經燃盡之時。那時，夜空中將只剩下低質量的紅矮星還在如昏暗的燭光般閃爍，而在空曠宇宙中四處遊盪著的，將有許多黑色的幽靈。它們都曾是繁星。