「ちょっと悲しい、寂しい、寒い場所になるだろう」と理論物理学者のマット・キャプランは言い、遠い遠い未来に起こるこの長い別れを目撃する人は誰もいないだろうと付け加えた。 ほとんどの人は、宇宙が終焉を迎えるとき、すべてが暗闇に包まれると考えています。 それは、宇宙がほとんどブラックホールと燃え尽きた星になる『熱の死』として知られています」と、キャプランは述べ、これらの死んだ星のいくつかが、長い年月の間にどのように変化するかを計算すると、少し違った絵を想像したそうです。 イリノイ州立大学物理学部のキャプラン助教授による新しい理論的研究は、遠い遠い将来、宇宙の他のすべてが死んで静かになったずっと後に、多くの白色矮星が超新星爆発を起こすかもしれないことを発見しています。 鉄は星が燃やすことができないので、毒のように蓄積され、星が崩壊して超新星爆発を起こすのです。 しかし、小さな星はもう少し威厳を持って死ぬ傾向があり、寿命が尽きると縮小して白色矮星になります。
「太陽の約10倍の質量以下の星には、大質量の星のようにコアに鉄を生成する重力や密度がないので、今すぐに超新星爆発を起こすことができない」とキャプランは述べています。 白色矮星は、今後数兆年の間に冷却されると、より暗くなり、やがて固まり、もはや輝くことのない『黒色矮星』になるでしょう。 現在の白色矮星と同じように、それらは主に炭素や酸素のような軽い元素でできていて、地球の大きさだが、太陽と同じくらいの質量を含み、その内部は地球の何百万倍もの密度にしぼんでしまうだろう。 「星が輝くのは熱核融合によるもので、小さな原子核をぶつけ合って大きな原子核を作り、エネルギーを放出するのに十分な熱さです。 白色矮星は灰になり、燃え尽きていますが、量子トンネル効果により、核融合反応はまだ起こりますが、速度はずっと遅いのです。 “核融合は、ゼロ温度でも起こりますが、本当に長い時間がかかるだけなのです。 彼は、これが黒色矮星を鉄に変え、超新星を誘発する鍵であると指摘しました。
Caplan の新しい研究は、王立天文学会の月報に掲載され、これらの核反応が鉄を生成するのにどのくらい時間がかかり、異なるサイズの黒色矮星が爆発するのにどのくらいの鉄を必要とするかを計算します。 彼は、この理論的な爆発を「黒色矮星超新星」と呼び、最初の爆発は約10年から1100年後に起こると計算している。 “年 “に換算すると、”兆 “という言葉をほぼ100回言うようなものです。 年数にすると、『兆』という言葉を100回近く言うようなものです。書き出すと、1ページのほとんどを占めてしまうでしょう。 気の遠くなるような未来です」
もちろん、すべての黒色矮星が爆発するわけではありません。 “太陽の1.2倍から1.4倍程度の最も質量の大きい黒色矮星だけが爆発する。” それでも、現在存在する全星の1％、約10億兆個の星がこの方法で死ぬと予想されることになります。 残りの星は、黒色矮星のままです。 「非常にゆっくりとした核反応でも、太陽は超新星爆発を起こすほどの質量を持っていないのです。 太陽全体を鉄に変えても、まだ爆発しません」
キャプランは、最も質量の大きい黒色矮星が最初に爆発し、その後、徐々に質量の小さい星が続き、約1032000年後に爆発する星がなくなるまで、爆発すると計算しています。 そのとき、宇宙は本当に死んで静かになっているかもしれない。 「黒色矮星の超新星は、宇宙で起こる最後の興味深い出来事かもしれない。 史上最後の超新星かもしれないのです。 最初の黒色矮星が爆発するころには、宇宙はすでに認識できないほどになっているでしょう。 「銀河は分散し、ブラックホールは蒸発し、宇宙の膨張は残りのすべての物体を遠くに引き離し、誰も他の物体の爆発を見ることはないだろう。 「私が物理学者になったのは、ある理由からです。 なぜこの宇宙はここにあるのか、そしてどのように終わるのか、という大きな疑問について考えたかったのです」。 次に来る大きな疑問は何かと聞かれると、キャプランは「黒色矮星の超新星をシミュレートしてみることかな」と言う。 空で見ることができなくても、少なくともコンピュータで見ることができるのです」
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