我們的天空籠罩在恆星般的幽靈海洋中；所有已經消失了數百萬年的潛在幻影，但我們還不知道。這就是我們今天將要討論的。我們最大的恆星發生了什麼，以及這如何影響我們所居住的宇宙的組成。
我們透過觀察蟹狀星雲開始這一旅程。它美麗的色彩向外延伸到黑暗的空隙中。包含一千年前發生的暴力事件的天體墓。您伸出手腕，開始倒帶時間，看著這個美麗的星雲開始萎縮。隨著時鐘倒退，星雲的顏色開始改變，您會注意到它們正在縮小到一個點。當日歷接近1054年7月5日時，氣態雲變亮並沉降到天空中的單個點上，該點與滿月一樣明亮，並且在白天是可見的。亮度逐漸減弱，並最終確定了光線。我們今天看不到的一顆星星。這顆星星已經死了，但是在這個時候我們還不知道。對於這個日期之前的觀察者來說，這顆恆星顯得永恆，就像其他所有明星一樣。但是，正如我們從特權的有利位置所知道的那樣，這顆恆星即將超新星誕生，是我們今天觀察到的最壯觀的星雲之一。
恆星鬼魂是描述我們看到遍佈整個宇宙的許多巨大恆星的一種恰當方式。許多人沒有意識到的是，當我們深入宇宙時，我們不僅要注視遠方，而且還凝望著時光。我們非常瞭解的宇宙的基本特性之一是光以有限的速度傳播：大約300，000，000 m / s（約671，000，000 mph）。該速度是透過許多嚴格的測試和物理證明確定的。實際上，瞭解這一基本常數是我們瞭解宇宙的許多知識的關鍵，特別是在廣義相對論和量子力學方面。儘管如此，瞭解光速是瞭解我所說的恆星幻影的關鍵。您會看到，資訊以光速傳播。
這種時差的一個很好的例子是我們自己的陽光。我們的太陽距離酒店約8光分鐘。這意味著我們從恆星看到的光需要8分鐘才能完成從表面到地球眼睛的旅程。如果我們的太陽現在突然消失，我們將在8分鐘之內不知道它。這不僅包括我們看到的光，還包括施加在我們身上的引力影響。因此，如果太陽現在消失了，我們將在引力資訊到達並通知我們不再受引力束縛之前，繼續繞著我們現在不存在的恆星繞軌道前進8分鐘。這為我們接收資訊的速度設定了宇宙速度極限，這意味著我們在宇宙深處觀察到的所有東西都會傳給我們，因為幾年前它是“ x”量，其中“ x”是距我們的光距離。這意味著我們觀察到的一顆恆星距離我們10年，距我們只有10光年。如果那顆星星現在死了，那麼再過十年我們就不會知道了。因此，我們可以將其定義為“恆星幻影”。從它的位置看，一顆恆星已經死了，但對我們來說卻仍然活著。
正如我的上一篇文章（“星星：生命中的一天”）所述，星星的進化是複雜且高度動態的。從決定恆星是否會首先形成到恆星的大小以及壽命，許多因素在所有事情中都起著重要作用。在上面提到的上一篇文章中，我介紹了恆星形成的基本知識以及所謂主序列恆星的壽命，或者說是與我們自己的太陽非常相似的恆星。儘管主要序列恆星與我們將要討論的恆星的形成過程和壽命相當相似，但我們將要研究的恆星死亡的方式卻存在重要差異。主序恆星的死亡很有趣，但它們幾乎無法與這些較大恆星終止的時空彎曲方式相比。
如上所述，當我們觀察到位於蟹狀星雲中心的恆星消失時，在某個點上，該物體發光得像滿月一樣明亮，白天可以看到。是什麼導致某物變得如此明亮以至於可以與我們最近的天體相媲美？考慮到蟹狀星雲距離我們有6，523光年，這意味著比我們的月亮更遙遠的地方大約是1，530億倍，它的亮度與月亮一樣明亮。這是因為恆星死亡後就變成了超新星，這是恆星的命運，比我們的太陽還大。大於我們太陽的恆星在死亡時將以兩種非常極端的狀態結束：中子星和黑洞。兩者都是值得在天體物理學課程中花費數週時間的主題，但對於今天的我們來說，
重力的內向力與恆星內聚變的向外壓力（靜水平衡）的關係
：NASA
一顆恆星的生命是一個由其自身引力所引起的融合幾乎失控的故事。我們稱其為靜水平衡，其中來自恆星核心的融合元件的向外壓力等於由於恆星質量而施加的向內引力壓力。在所有恆星的核心中，氫被融合到氦中（首先）。這種氫來自恆星誕生的星雲，聚結並坍塌，這使恆星有了生命的第一次機會。在恆星的整個生命週期中，氫將被消耗used盡，越來越多的氦“灰”會在恆星的中心凝結。最終，恆星將耗盡氫，並且聚變將短暫停止。由於沒有發生聚變，因此缺乏向外壓力，這暫時使重力獲勝，並向下壓碎了恆星。隨著恆星的收縮，密度增加，從而使恆星核心的溫度升高。最終，它達到一定溫度，氦灰開始熔化。這就是所有恆星在其生命的主要階段直至死亡的最初階段的過程。但是，這是我們討論的太陽大小恆星和大質量恆星分開的地方。
一顆垂死恆星的核心和隨後的層。每一層都已經被數百萬年的融合而遺留下來，這些融合將每個後續元素融合到下一個元素中。這是即將爆發的一顆巨大恆星的快照。圖片來源：Wikimedia
大約接近我們自己太陽大小的恆星將經歷此過程，直到達到碳。這麼大的恆星根本不夠大，無法融合碳。因此，當所有氦氣都融合成氧氣和碳（透過兩個過程太複雜而無法在此處覆蓋）時，恆星無法“壓碎”氧氣和碳以致無法開始聚變，引力就會獲勝，並且恆星會死亡。但是質量比我們的太陽強得多的恆星（質量的大約7倍）可以繼續經過這些元素並保持發光。他們有足夠的質量來繼續這種“破碎和融合”過程，這是這些天體熔爐核心之間的動態相互作用。
這些較大的恆星將繼續透過碳和氧，透過矽的聚變過程，直到到達鐵為止。鐵是這些熾烈的龐然大物所唱出的死亡音符，當鐵開始充滿它們快要死去的核心時，這顆恆星就處在死亡之中。但是這些巨大的能量結構並不能悄悄地進入深夜。他們以最壯觀的方式出門。當最後的非鐵元素融合到它們的核中時，恆星開始像樣地被遺忘。這顆恆星突然撞上了自己，因為它無法避免重力的無情抓握，從而壓碎了其生命週期中剩餘的剩餘元素。這種向內的自由落體在一定程度上可以承受無法突破的力量。中子的退化壓力，迫使恆星向外反彈。如此大量的引力和動能以狂暴的狂熱奔騰而下，狂怒照亮了整個宇宙，瞬間使整個星系都光芒四射。憤怒是宇宙的命脈；鼓在交響樂銀河中跳動，因為這種強大的能量允許融合比鐵重的元素，一直到鈾。這些新元素被這種驚人的力量向外炸開，乘著能量波將它們深深地投射到宇宙中，並用我們所知道的所有元素播種了宇宙。
恆星變成超新星的藝術印象，將其化學成分豐富的內容投射到宇宙中。這些新元素被這種驚人的力量向外炸開，乘著能量波將它們深深地投射到宇宙中，並用我們所知道的所有元素播種了宇宙。圖片來源：NASA / Swift / Skyworks Digital / Dana Berryto
但是還剩下什麼呢？這場壯觀的事件之後會發生什麼？這又取決於恆星的質量。如前所述，一顆死的大質量恆星所採取的兩種形式是中子星或黑洞。對於中子星，其形成是相當複雜的。本質上，我所描述的事件是發生的，除了超新星之後，剩下的只是一個退化的中子球。簡併只是我們應用於物質的一種術語，當物質被壓縮到物理允許的極限時，它就呈現出來。退化的東西非常密集，這對於中子星來說非常正確。您可能聽到的一個數字是，一茶匙的中子星物質將重約1000萬噸，逃逸速度（擺脫重力的速度）約為0。4c，或光速的40％。有時中子星以令人難以置信的速度旋轉，我們將其標記為脈衝星。從我們檢測它們的方式得出的名稱。
一個脈衝星及其磁場線。當死星旋轉時，從兩極發射的光束正在我們的探測器上衝洗。
這些型別的恆星會產生大量輻射。中子星具有巨大的磁場。該場將恆星大氣中的電子加速到令人難以置信的速度。這些電子沿著中子星的磁力線到達其極點，在那裡它們可以釋放無線電波，X射線和伽瑪射線（取決於中子星的型別）。由於此能量被集中到兩極，因此它產生了一種燈塔效果，其中高能光束的作用類似於從燈塔出來的光束。隨著恆星的旋轉，這些光束每秒繞過許多次。如果地球以及我們的觀測裝置恰好與該脈衝星對準，則當星束掠過我們時，我們將記錄這些能量的“脈衝”。對於我們所知道的所有脈衝星，我們離這些能量束傷害我們太遠了。但是，如果我們靠近這些死星之一，不斷輻射在我們星球上的輻射將導致我們所知道的生命的某種滅絕。
一顆死星採取的其他形式是什麼？黑洞？這是怎麼發生的？如果退化的物質盡我們所能壓碎物質，那麼黑洞會如何出現？簡而言之，黑洞是一個巨大的恆星產生的結果，因此是一個真正大量的物質，能夠在坍塌時“打破”中子的簡併壓力。恆星本質上以這樣的力向內墜落，使其突破了看似物理上的限制，向自身旋轉，將時空包裹成一個無限密度的點。奇點。當一顆恆星的質量大約是我們太陽的質量的18倍，並且恆星死亡時，這確實是物理學極端化的縮影。這種“額外的質量”使它能夠使這個退化的中子球塌陷並向無窮遠墜落。考慮到這既恐怖又美麗。時空上的一點我們的物理學還不能完全理解，但是我們知道的東西仍然存在。關於黑洞的真正非凡之處在於，它就像宇宙對我們不利。我們需要充分了解黑洞內過程的資訊被鎖定在被稱為事件視界的面紗後面。這是黑洞無可挽回的關鍵點，為此，時空之外的任何事物都沒有未來的走出之路。從坍縮恆星的核心到這個距離都沒有逃脫，甚至沒有光，因此沒有資訊離開此邊界（至少沒有以我們可以使用的形式）。這個真正令人震驚的物體的內心深處有很多不足之處，並誘使我們跨入它的領域，以嘗試並瞭解未知的事物。
黑洞是大質量恆星坍塌的最終形式。由於極端的引力效應，光線（以及時空本身）在黑洞的事件視界周圍發生了扭曲。這與我們視覺化實際黑洞一樣準確，因為黑洞是使用準確實現廣義相對論的程式碼生成的。信譽和版權：派拉蒙影業公司/華納兄弟公司。摘自《星際穿越》電影。用於建立由Kip Thorne博士開發的影象的數學模型
現在必須要說的是，迄今為止，還有很多黑洞的研究方法。諸如斯蒂芬·霍金教授等物理學家一直在不懈地研究黑洞如何運作的理論物理學，試圖解決當我們試圖利用我們最好的物理學對付黑洞時經常出現的悖論。關於此類研究及其後續發現的文章和論文很多，因此，我既不希望保留其理解的簡單性，也不想擺脫那些正在解決這些問題的令人驚奇的思想，而不會涉足它們的複雜性。許多人認為，奇異性是數學上的好奇心，不能完全代表物理上發生的事情。事件視界內的事物可以採用新奇的形式。值得注意的是，在廣義相對論中，任何具有質量的物體都可能坍塌成黑洞，但我們通常會保持一定範圍的質量，因為建立質量小於該質量範圍內的任何東西的黑洞都超出了我們對這的理解。可能會發生。但是作為一個研究物理學的人，我會不遺餘力地說，到目前為止，我們正處於一個有趣的觀點交叉領域，這些觀點非常密切地處理了這些引力靈體內的實際情況。
所有這些使我回到需要提出的觀點。需要承認的事實。當我描述這些巨大恆星的死亡時，我談到了發生的事情。隨著恆星被剝奪自身能量，其內含物被向外吹入宇宙，發生了一種叫做核合成的事情。這是元素的融合以建立新元素。從氫到鈾。這些新元素以驚人的速度向外爆炸，因此所有這些元素最終都將進入分子云。分子云（暗星雲）是宇宙的恆星託兒所。這是恆星開始的地方。從恆星的形成，我們得到行星的形成。
行星從恆星形成的剩餘分子云中聚結出來。在該吸積盤中放置了行星形成和潛在生命所必需的基本元素。圖片來源：NASA / JPL-Caltech / T。派爾（SSC）– 2005年2月
當恆星形成時，由誕生該恆星的分子云組成的碎片雲開始圍繞它旋轉。眾所周知，這朵雲包含了所有在我們超新星中煮熟的元素。碳，氧，矽酸鹽，銀，金；全部都存在於此雲中。關於這個新恆星的吸積盤是行星形成的地方，從這個豐富的環境中聚結出來。岩石和冰球碰撞，堆積，被撕裂，然後在重力作用下進行重整，以其勤奮的雙手將這些新世界塑造成可能的小島。這些行星是由那些在催化爆發中合成的非常相同的元素形成的。這些新世界包含著我們所知道的生活藍圖。
在這些世界之一中，會出現氫和氧的某種混合物。在這種混合物中，某些碳原子形成以形成遵循簡單模式的複製鏈。也許在數十億年後，那顆垂死的恆星將這些相同的元素引入了宇宙，發現自己賦予了生命某種可以仰望並欣賞宇宙the下的東西。也許某物具有智慧，可以認識到其中的碳原子與一顆垂死的恆星中產生的碳原子非常相似，並且發生了超新星爆發，使該碳原子能夠以某種方式進入宇宙的正確部分。正確的時間。恆久死亡恆星最後一次垂死的呼吸能量與使生命第一次呼吸並凝視恆星的能量相同。這些恆星的幽靈是我們的祖先。它們已經消失了，但仍保留在我們的化學記憶中。它們存在於我們內部。我們是超新星。我們是星塵。我們是恆星幽靈的後代。。。