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在宇宙中，行星会有年龄吗？如果有，行星晚期会变成什么？

恒星,星体,白矮星在宇宙中，行星会有年龄吗？如果有，行星晚期会变成什么？

发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

在宇宙中，行星会有年龄吗？如果有，行星晚期会变成什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

天体并没有明确的年龄界限

在宇宙之中，行星的年龄并没有和人类一样，有一个大约的寿命期限，在宇宙之中甚至还存在着自宇宙诞生之后不久存在着的恒星。

2018年，美国天文学家发现了可能是宇宙中最古老的恒星之一，它几乎只由宇宙大爆炸喷射出来的物质构成。

大爆炸后宇宙产生的第一批恒星完全由氢、氦和少量锂等元素构成，比氦更重的元素在这些恒星的星核中产生，并随超新星爆炸而散播，宇宙中的金属含量随恒星的演化而增加。

这颗恒星的年龄大约为135亿岁，这也意味着或存在更多低质量、低金属含量的恒星，其中一些可能是宇宙中的第一批恒星。

这颗恒星的发现具有极为重要的价值。研究人员曾一度认为宇宙早期只产生大恒星，而它们早已燃尽死亡，因此无法观测，但新的天文学模拟显示，宇宙早期可能产生低质量的恒星，它们可以存活至今，因为低质量恒星的寿命很长，例如红矮星被认为可以存活上万亿年。




但所有恒星都有其命运轨迹

而如何获悉恒星的命运轨迹，这就需要看钱德拉塞卡极限了。在钱德拉塞卡之前，科学家认为恒星的最终命运就是白矮星，白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。

1926年， 福勒就撰文指出白矮星内部电子处于量子简并状态(即接近绝对零度的量子电子气);电子 处于简并状态时表现出的压强称为简并压，是它抵抗着白矮星自身的万有引力。

但是钱德拉塞卡却得出了不一样的结论，钱德拉塞卡是印度裔的物理学家。钱德拉塞卡早期从事恒星内部结构理论的研究。他利用完全简并的电子气体的物态方程建立 白矮星模型。这就是著名的钱德拉塞卡极限。这个公式为：

钱德拉塞卡方程指出电子简并压支撑引力是有限度的。当恒星超过太阳质量的1.44倍时。白矮星质量太大，自身引力太强时，电子简并压也不能平衡星体的引力，这个极限质量后来就称为钱德拉塞卡极限。如果星体质量超过钱德拉塞卡极限，星体将因自身引力主导而继续塌缩。

当星体质量超过钱德拉塞卡极限时，引力大于电子简并压力，星体在几秒内崩溃塌缩，电子越过泡利不相容原理的屏障，冲入原子核，将其击碎，同时产生粒子反应：电子与质子结合为中子，并放出中微子。中微子逃逸出去，大量的自由中子以高速射向星体中心，一直到物质压缩到直径只有大约10千米时，中子气体的压力又会增强到足以抵挡引力，使坍缩停止，形成一颗新的平衡星体——中子星。

中子星内部99.5%的物质是密集的中子，只有0.5%的电子浮在其表面。中子于中子之间没有质子与质子间的那种静电斥力，唯一抵抗引力的是中子的简并压力——中子与中子挨在一起不被挤碎的力。在中子星的核里，再也没有“任何可以压缩的空间”，恒星的核成了一个巨大的主要由中子组成的原子核。

这也就是说，星体产生的热会令其大气层向外移。当星体的能量用尽，其大气层便会受星体的引力影响而塌回星体表面。如果星体的质量少于钱德拉塞卡极限，这个塌回便受电子简并压力限制，因而得出一个稳定的白矮星。

1939年，奥本海默后来经过研究进一步发现，存在一个临界质量，一颗热核能源耗尽的星体﹐如果质量大于这个临界质量﹐就不可能成为稳定的中子星，它要么经过无限坍缩形成黑洞﹐要么形成介于中子星与黑洞之间的其他类型的致密星，这个临界质量也被称为奥本海默极限。

这个极限值是3.2，也就是中子星质量超过3.2个太阳，自引力要压倒中子的简并压力，星体将继续坍缩为黑洞。

那么根据钱德拉塞卡极限和奥本海默极限原则，任何一颗恒星都要面对生命终结的那一刻，如果低于钱德拉塞卡极限，就会成为白矮星，最后冷却，成为黑矮星。

大于钱德拉塞卡极限的恒星就会从恒星到白矮星再到中子星，若是中子星体质量超过奥本海默极限（中子星的质量上限），自引力要压倒中子的简并压力，星体将继续坍缩为黑洞。

根据这个原则，我们也可以知道太阳的命运会是怎么样的。在四十亿至五十亿年之后，我们的太阳也将消耗尽所有的燃料， 届时会演化成一个臃肿的红巨星，在这个阶段太阳将会变得异常巨大，位于轨道内侧的行星 会被火球吞噬，地球也未能幸免。此后太阳质量将大幅度降低，周围瓦解成行星状星云。最 后留下一颗体积与地球相当的白矮星，因为太阳并没有超过钱德拉塞卡极限，所以它不会继续塌缩，等到白矮星逐渐冷却后，会成为看不见的黑矮星。。

而位于太阳系内侧的行星在红巨星阶段被火球吞噬后， 潮汐力的作用也将彻底摧毁火星轨道以内幸存的行星，它们变成一团巨大的尘埃或者碎片云 继续坠入太阳核心。

这就是恒星一生的命运轨迹。质量不同它们未来的轨迹也会不一样。




回答于 2019-09-11 08:43:50

这个问题应该不考虑行星的环境，而仅仅考虑行星本身。

因为行星受环境影响，例如地球受太阳影响，可能会被太阳吞噬。这种情况不考虑。

也就是说，在理想的状态下，如果一个行星不受外界任何干扰一直自己这样过下去，到底会变成什么？

这种情况下，其实就是孤立系统，适用熵增定律和元素稳定性了。

按照熵增定律，一个孤立系统会不断趋于混乱。

所以行星内部的元素会不断变化，融合，从而达到最稳定的状态。

而元素周期表里面，高质量元素会衰变成低质量元素。

而低质量元素又可以相互聚合成高质量元素。

所有元素，最终都会变成向元素周期表的中间靠拢，变成其中中最稳定的元素。

科学家表示这种稳定的元素就是铁元素。

所以推测，在行星的孤立系统中，行星最后会变成一个铁球。