本文基于回答网友类似问题,见截图:


这个问题有点意思,但很简单,实际上涉及的是恒星寿命问题。

恒星的寿命有长有短,长的可以与宇宙寿命比肩,达到万亿年以上,短的则只有几百万年。100亿年是太阳这种恒星的寿命,太阳这种黄矮星在银河系数千亿颗恒星中,只占比约5%。

恒星的寿命是受质量约束的,质量越小的恒星寿命越长,质量越大的恒星寿命越短。

这是由于质量越大的恒星核心收到的引力压力越大,温度越高,核聚变就越剧烈,消耗的燃料就越大。只有这样,恒星核心核聚变的辐射压才能够抵御住引力向心收缩压,维系恒星平衡稳定,一旦燃料燃尽核聚变熄灭,引力压就占了上风,恒星物质向心坍缩,这颗恒星就进入了晚期的毁灭前奏。

而质量越小的恒星,核心核聚变越温和缓慢,消耗的燃料越少,寿命就越长。

计算恒星寿命的公式为:t = t_sun × (M / L)。其中 t 是恒星寿命,t_sun 是太阳寿命(约100亿年),M 是恒星质量与太阳质量的比值,L 是恒星光度与太阳光度的比值。该公式表明恒星寿命与其质量成正比,与光度成反比,质量越大、光度越高的恒星寿命越短。

恒星光度是与质量是成正比的,因此,上述公式可以简化为 t ∝ 100*(1/M^2.5),即恒星寿命相对太阳质量成反比,质量越大,寿命越短。恒星寿命还受恒星的化学丰度自转速度磁场强度、双星或多星系统等诸多因素影响,因此公式只是个大致参考,不同恒星还需根据其不同性质和环境状况进行具体修正。

那么,宇宙中短命的恒星和长命的恒星比例怎样呢?据科学观测和计算建模,银河系中太阳以上质量的恒星数量不到20%,太阳质量以下的恒星约占80%以上。推而广之,宇宙中的恒星质量比例也大致如此。

这就是说,即便太阳质量以上的恒星100亿年后都毁灭了,也只是不到22%的恒星没有了,并非绝大多数恒星都毁灭了。何况恒星并非同时诞生,又同时毁灭,在银河系和宇宙中,至今还在不断地诞生着新的恒星,只是有变缓地趋势,但不管怎样,100亿年后恒星不可能绝大多数都毁灭了。

那么为啥说红矮星的寿命可以与宇宙比肩呢?宇宙的寿命到底有多长?现代科学研究认为,宇宙是于138亿年前诞生,也就是说宇宙的年龄迄今只有138亿岁。宇宙还有多长的寿命,这得看宇宙未来是个什么死法。

目前的研究认为,宇宙未来的走向和归宿大致有三种:

一种是热寂说,也就是根据热力学第二定律,最终宇宙值达到最大,就会热寂而亡,这种死法可能会在1000亿年到10000亿年后,甚至更长时间后发生;

另一种是大撕裂说,就是宇宙膨胀不断加速,最终所有物质承受不了膨胀的拉力,包括原子和基本粒子都被撕裂,宇宙消亡,这种死法发生的时间可能在220亿年后发生;

还有一种死法是大坍缩说,就是宇宙膨胀到一定程度就会收缩,最终收缩回宇宙起始点~奇点,这种死法可能会在200亿年后发生。

而红矮星的寿命短则数百亿年,长则数万亿年,所以说这种小质量恒星的寿命可以与宇宙比肩。但100亿年后,恒星的确会减少,宇宙也会变得比现在暗很多,这是由于恒星诞生不断减缓减少的趋势,以及宇宙膨胀越来越快等原因导致的,这是另一个话题,这里就不展开说了。

这样说,不知道说明白了没有,欢迎讨论。

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