超新星爆炸可以有多恐怖？ 第1页

超新星爆炸最恐怖的地方在于我们完全没办法预知其爆炸。

因为宇宙中信息传递的速度上限是光速，而超新星爆炸的伽马射线爆速度刚好也是光速，当我们知道超新星炸了的瞬间，也就是被轰成渣渣的瞬间。

说不定把咱们炸成渣渣的伽马射线爆已经在路上了，正在以光速不紧不慢的赶路呢，我们不知道。

想一想，你今天刚刚跟总裁的女儿表白了，她一脸娇羞答应跟你共度余生，你明天计划迎娶白富美出任CEO走上人生巅峰，已经买了结婚戒指，那颗戒指上面有一颗硕大的钻石，还有一坨黄金，你吃着火锅唱着歌……

突然就被电离了。

你那一缕等离子态的幽魂，肯定会发出一声叹息，这宇宙真他妈是个操蛋的地方……

恐怖吧？

不过先别怕，我们周围并没有会把地球炸成渣渣的超新星。

最近的可能炸成超新星的，是猎户座α星，离我们600到750光年远呢，它炸了，我们的夜晚会亮一点点而已。

左边的那坨红色大恒星就是猎户座α，我们的太阳只是一个像素点那么大。当然它的伽马射线爆刚好扫过地球的话，地球生物也是全灭，不过这个可能性很小很小。

另外，有一个叫飞马座IK的双星系统也有可能炸了，它离咱们只有150光年，如果炸了而且伽马射线爆刚好朝向地球，你们裸猿肯定全灭。但是这个过程比较曲折漫长，飞马座IK主星是个跟太阳差不多的普通恒星，伴星才是个大炸逼，它是个白矮星。要等到主星的物质被吸到伴星上面去，引发一连串可怕的后果，大炸逼才会真的被引爆。

那时候地球已经被衰老的太阳吞噬了。

此外还有一些距离比较近的大炸逼，但是至少在你迎娶白富美出任CEO走上人生巅峰，先实现个小目标比如说赚它一个亿，然后生一群娃，这些娃重复以上过程多达几万次以内，这些大炸逼都不会炸的。

所以你还是先担心买不起房比较现实。

这些大炸逼也不是一无是处的，没有它们就不会有你我，不会有地球，不会有丰富多彩的生命世界。

第一方面，没有这些大炸逼炸掉，重物质没办法分布到宇宙中，没办法形成地球这样的岩石行星。像太阳这种恒星抠门的要命，它死亡后，氢元素聚变形成的其它重元素，只会老老实实呆在恒星里，不会喷出来。超新星大炸逼没那么抠，它们炸了以后，才能把重元素抛出来。

第二方面，元素周期表里面比铁、镍更重的元素，都是大炸逼们炸出来的。因为一些聚变方面的条条框框，一般恒星稳定聚变，反应到了铁和镍就完蛋了，无法形成更重的元素。只有大炸逼爆炸的瞬间，才会制造更重的元素，比如说黄金，铜，银，铂。

现在知道黄金为什么肯定比铁稀有了吧？

现在知道为什么钻石是炒作，并不值卵子钱，黄金才是真的值钱了吧？

当然你跟女朋友解释这个是没用的，龙叔当年就是这么跟女朋友解释的，女朋友甩了我一耳光然后大喊一声“你不爱我了”就跑了，女朋友这种物种是比大炸逼更恐怖的存在，不能拿天体物理学去对付。

不要怀疑龙叔，龙叔就是什么都懂一点，这真是我写的。

太阳已经熊熊燃烧了45.7亿年，正演化在主序带上，相当于人生的壮年，每秒钟都有超过400万吨的静质量通过质子-质子链反应转化为电磁辐射和中微子释放出来，给我们带来辉煌的光和热，而这样的光阴还将持续50亿年左右。

到那时，太阳终于耗竭了核心的氢元素，开始在重力下收缩，结果收缩带来的巨大能量点燃了核心的氦元素，以更高的核心温度反过来又点燃了外层的氢元素，

吹胀了整个恒星，半径扩大200多倍，成为一颗衰老的红巨星——最终在激烈的氦闪之后释放出匹敌其余整个银河的能量，

外层物质最终将被吹散成一个行星状星云，而残留的内核就成为一个炽热的白矮星。

白矮星大多由核心氦聚变产生的碳和氧构成，但完全不同我们熟悉的常规物质：常规物质中的原子和原子，电子和原子核，彼此之间都有开阔的距离，尤其原子核以千亿分之一的体积占据了整个原子99.95％以上的质量——但是在白矮星中，巨大的引力带来了巨大的压力，原子的电子壳层被压得粉碎，原子核与自由电子紧紧地堆在一起，靠电子的泡利不相容产生的简并压力维持着体积，这因此称为电子简并态，密度达到每立方米数千万吨。

所有质量小于8倍太阳的恒星都将发展为不同成分的白矮星，但那些有伴星的白矮星还有一线转机：它的伴星迟早也会踏上衰老膨胀的道路，那些不断抛出的外层物质就可能穿过拉格朗日点进入白矮星的引力范围，进而被白矮星吸收，使白矮星的质量越来越大，直到1.44倍太阳质量，那么就连简并压力也不再能够抵挡巨大的重力了，这被称为钱德拉塞卡极限。

在这个瞬间，白矮星中的碳原子核与氧原子核将被彻底挤碎，在一瞬间发生全面的碳聚变，白矮星被炸得粉身碎骨，抛射出的物质将以6%的光速横扫周围的一切，在短短几秒钟之内释放的能量超过太阳10亿年的光辉的总和，在那一瞬间的亮度比可以达到一个星系的数千倍。这样壮丽的景象就被称为Ia型超新星爆炸。

Ia型超新星爆炸之后往往会留下一种独特的超新星遗迹，外层是红巨星爆炸时留下的光滑的壳层，

内层则是超新星爆炸留下的张牙舞爪的抛射物质。

近代天文学家开普勒和第谷都目击过这样的超新星爆发，

我们在今天也找到了它们的遗迹。

与Ia型超新星相对的，是核心坍缩型超新星——那些初始质量超过8倍太阳的巨大恒星将有更高的核心温度，氢耗尽之后就启动氦聚变，氦耗尽之后就启动碳聚变，碳耗尽就启动氖聚变，再启动氧聚变，镁聚变、硅聚变，层层嵌套，好像洋葱。

硅聚变最终产物是铁，而铁原子核拥有周期表上最高的核结合能，即使聚变也不再释放能量，只能在巨大的压力下像白矮星一样靠电子的简并压力维持体积——那么同样，当铁核的质量超过了钱德拉塞卡极限，就将开始不可阻挡的坍缩，核心外围的物质将以23%的光速猛烈撞向铁核，电子被挤进原子核，与质子结合成中子，而中子拥有更强的简并压力，常常可以抵挡外层物质的猛烈冲击，于是以巨大的激波将外层物质反弹回去，形成了规模空前的巨大爆炸，一瞬间的亮度可达整个星系的数十万倍以上。

比如“蟹状星云”，就是这样一个超新星遗迹：

它源自北宋至和元年，1054年，中国人观察到的一颗天关客星，这颗6500光年外巨大恒星有9到11倍太阳质量，爆发时比日月之外的一切天体都要明亮；如今的蟹状星云直径达到11光年，还带有明显的瑞丽泰勒不稳定，中心是一颗年轻的脉冲星。

所谓脉冲星，是超新星爆炸后仍以中子简并压力维持体积的残留核心，亦即中子星——刚刚形成的中子星通常具有极强的磁场，它们将带着高速旋转吸积盘从磁极释放电磁辐射，

如果电磁辐射间歇性地扫过地球，就称为脉冲星，而那些质量超过3倍太阳的核心残骸，连中子的简并压力也无法抵挡重力，就将坍缩成一个黑洞。

最后，那些孤独的白矮星、中子星乃至黑洞，这些恒星最后的遗骸，将在超过宇宙寿命的漫长光阴中逐渐冷却蒸发，那就是一个无法讲完的故事了。

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个人觉得what-if的回答更为形象。以下摘自松鼠会上的译文：

       但超新星能够做到。向我提及这个问题的物理学家告诉我他推测和超新星相关的数字时的经验法则是：不管你认为超新星有多大，它们事实上比你想象的更大。  让我给大家直观地比较一下：  按照你的视网膜所接收到的能量来算，以下两者哪个更亮：  1、在一个日地距离以外观看一个超新星，或者  2、在你眼珠前爆炸的氢弹？       

       运用那位物理学家的经验法则可知超新星更亮一些。事实上，它们差了整整九个数量级……     

简单地说，即使是最弱的超新星爆发，其释放的能量平均分配到全人类（约70亿人）头上，也相当于把每个人身体里的每个细胞都用159枚沙皇炸弹（人类历史上试验过的最强核弹，据说爆炸时把亚欧大陆向南推移了七毫米）轰炸一遍，或者每个人都被一点六六个地球/三十四亿颗直径10千米的小行星以每秒30千米的速度撞击……下面是计算过程：

（一）由于超新星爆发时释放的能量过于巨大，以至于科学家们专门创造了一个新单位——foe——来度量它。按照约定，1 foe相当于10^44焦耳，或10^51尔格。而超新星爆发时释放的能量与其类型有关，目前所知有0.1 foe、1 foe或5 foe以上三种可能。

（二）1吨TNT炸药爆炸时释放出4.18×10^9焦耳的能量。

（三）人类历史上爆炸过的最大核弹——沙皇炸弹当量为5800万吨TNT，即2.42 ×10^17焦耳。

（四）地球上已知的最强爆炸是6500万年前毁灭了恐龙的希克苏鲁伯小行星撞击事件。研究认为当时一颗直径约10千米的小行星以30千米/秒的速度撞击在今天墨西哥希克苏鲁伯市附近，释放出的能量相当于100万亿吨黄色炸药，即4.18 ×10^23焦耳。

（五）超新星爆发释放的能量按最少的类型——0.1 foe，即10^43焦耳计算，也相当于希克苏鲁伯小行星撞击所释放能量的10^43/4.18 ×10^23=2.39×10^19倍，或沙皇炸弹的10^43/2.42×10^17=4.13 ×10^25倍。

而地球直径约为12700千米，总人口约为7 ×10^9，医学实验估算出人体的细胞总数约为3.72 × 10^13个。也就是说全人类的细胞总数约为7×10^9×3.72×10^13=2.60×10^23个，地球体积约为造成希克苏鲁伯撞击事件的小行星的（12700/10）^3=2.05×10^9倍（假定地球和小行星密度相同且均为标准球体）。

所以一次最弱的超新星爆发所释放的能量如果平均分配给全人类，则相当于每个人都被2.39 ×10^19/7×10^9=3.41×10^9颗，即三十四亿一千万颗直径10千米的小行星以30千米/秒的速度击中（或被3.41×10^9/2.05×10^9=1.66个，即一点六六个地球以30千米/秒的速度击中），或每个人身体里的每个细胞都被4.13×10^25/2.60×10^23=1.59×10^2枚，即159枚沙皇炸弹轰炸……

最后补充一句，这还是以最弱的超新星爆发计算所得的结果，如果是普通超新星爆发，以上数据需乘以10，如果是超新星中的强者，那么就要乘以50到100……