解讀恆星的死亡之旅，大質量恆星是如何走向體積無限小的奇點的？

萬有引力，偉大的物理學家牛頓在三百多年前就提出來了。你我之所以能安穩地站在地球上，就是因爲萬有引力的存在，否則你我早就不知道飛向哪裡了。

但是，你有沒有深入思考過這樣的問題：引力與質量成正比，地球質量很大，引力自然也很大，那麼地球爲什麼沒有把自己壓扁呢？地球物質爲什麼沒有在引力的作用下一直坍縮到核心呢？

你可能會認爲這個問題很無聊，但是對於科學家們來講，沒有任何問題是無聊的，很多時候，他們就是在一些看似無聊的問題中發現了宇宙奧秘。

那麼，地球爲什麼沒有一直坍縮到核心呢？因爲地球質量還不夠大，引力不夠大。讓我們先從我們的太陽說起。

太陽的質量在太陽系擁有絕對的統治力，佔了整個太陽系質量的99.86%，質量達到地球質量的33萬倍。

如此大的質量，太陽爲什麼沒有坍縮到核心呢？當然你也可以說質量也不夠大，不過主要原因還在於兩種力量達到了近乎完美的平衡，這兩種力量分別是：核聚變產生的外推力，還有太陽自身的引力。

引力試圖把太陽物質拉拽到核心，而核聚變產生的力量不斷把太陽物質向外推，在彼此較量的過程中，這兩種力量達成“妥協”，保持了非常微妙的平衡。

正是在這種平衡狀態下，太陽纔可以一直燃燒數十億年之久。

但是，隨着太陽氫燃料的不斷減少，這種微妙的平衡也會被慢慢打破。如今太陽每秒消耗大約400萬噸氫，這個質量看起來很大，但與太陽質量相比，仍舊是九牛一毛。不過時間會改變一切，最終氫燃料也會耗盡。

科學家們估算結果表明，我們的太陽在大約50億年之後，就會因爲氫燃料耗盡而走向死亡。不過，太陽的死亡過程並不是瞬間完成的，而是一個相當漫長的過程。

在氫燃料不斷減少的過程中，萬有引力在與核聚變對抗的過程中會逐漸佔據上風。氫燃料耗盡之後，氦還會繼續聚變下去，接着是碳，氧。不過太陽核心的核聚變並不能一直聚變下去，因爲太陽質量相對來說還比較小，聚變到氧就戛然而止了。

在這個過程中，太陽首先會逐漸膨脹爲紅巨星，體積急劇膨脹，能達到如今太陽的1000倍以上，直接膨脹到水星和金星軌道把兩者完全吞噬。

漫長時間之後，紅巨星的強度會逐漸下降，最終只剩下緻密的內核，演變爲一顆白矮星。太陽演變成的白矮星大小隻相當於地球大小，仍舊會發出微弱的光芒。

白矮星密度很大，每立方米能達到100萬噸左右。如此大的密度，爲什麼白矮星沒有繼續向內坍縮呢？

因爲質量還不夠大，還沒有達到“錢德拉塞卡極限”。我們的太陽相對來講屬於質量較小的恆星。如果恆星質量達到1.4倍太陽質量或者以上，引力如此之大，即便是原子外層的電子也會在引力作用下被壓縮到原子核上，這其實就是“電子簡併”。

而由於泡利不相容原理，兩個微觀粒子不能位於相同的量子態，所以電子之間會產生強大的斥力，被稱爲“電子簡併壓”，用於對抗恆星強大的引力。

不過一旦恆星質量達到1.4倍太陽質量，電子簡併壓也對抗不了引力，電子就會被硬生生地壓縮到原子核上，與質子結合，形成中子，這也是中子星的由來。而1.4倍太陽質量就是錢德拉塞卡極限。

中子星密度更是高得驚人，每立方厘米就可以達到上億噸！

如果恆星質量變得更大，來到太陽質量的3倍以上，這個質量就是“奧本海默”極限，這種大質量恆星死亡之後會無限向內坍縮，最終就會坍縮爲宇宙中最恐怖的天體，黑洞！

黑洞的密度是多少呢？不知道，或者說無窮大。但是，物理學向來是描述具體有限的事物，無窮顯然已經脫離了科學範疇。

如今科學對黑洞的描述是這樣的，大質量恆星死亡之後的物質都被壓縮到一個體積無限小的奇點，黑洞其實就是奇點。體積無限小，密度自然就無限大了。而平時我們所說的黑洞體積，其實指的是黑洞事件視界的體積大小。

也就是說，如今我們已知的大自然法則在奇點面前全部失效。說白了，黑洞就是脫離宇宙時空的存在，這也是爲什麼科學家們堅信黑洞很可能暗藏着宇宙終極奧秘，甚至是宇宙的本原！