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流浪行星游走宇宙 质量相比木星大10倍?

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-08-27

7月26日消息,据英国每日邮局报道,在银河系里有大大小小不计其数的孤独恒星,它们存在于暗黑太空,没有同伴行星及主恒星作为陪伴,目前有天文学家探测到其中一颗孤独行星,它将是构成宇宙天体不可缺少的拼图。

  WISEA 1147是为数不多的自由漂浮行星之一,天文学家指出它们很可能是一颗褐矮星,而不是一颗行星。

由于该天体位于长蛇TW星群非常年轻的恒星之间,天文学家认为它非常年轻,大约仅有1000万年历史。

木星明明比一些恒星还要大,它没能成为恒星

提到太阳系中的庞然大物,除了主星太阳之外,木星一定榜上有名。

人类通过对木星的研究,为木星起了很多个名字:地球卫士、太阳系杀手等等,此外,也有一些人对木星感到不解,因为明明木星要比一些恒星还要大,为何木星却并没有变成恒星呢?

很多人混淆大小,先说关键数据:

体积:木星体积巨大,有不少红矮星、褐矮星体积和木星接近,甚至更小。

木星能装下 1300 个地球,太阳能装下 1000 个木星。

质量(真正决定能不能当恒星的核心)

质量才是核聚变的门槛,不是个头。

木星质量只有太阳的 1/1047。

成为真正恒星的硬性门槛:氢聚变门槛

想要点燃内部、持续发生氢核聚变,天体至少需要达到80 倍木星质量。

只有自重产生的内部压力、温度达到上千万摄氏度,氢原子核才能克服斥力融合,释放光和热,才算一颗标准恒星(红矮星)。

木星距离这个门槛差太远,哪怕把太阳系剩下所有行星、小行星、彗星全部塞进木星,总质量也仅提升不到 50%,远远达不到 80 倍的标准。

中间过渡: 褐矮星,“失败的恒星”

介于行星和恒星之间还有一类天体:褐矮星。

点燃氘核聚变(重氢,反应难度更低)只需要13 倍木星质量,但它无法点燃普通氢聚变,只能微弱发热,不会像太阳一样长期发光,算不上正经恒星。

木星连 13 倍门槛都摸不到,连褐矮星都算不上。

为什么木星看着很大,质量却很低?

木星是气态巨行星,主要成分氢、氦,密度极低:

内部没有足够重力压缩自身;

哪怕不断增加物质,前期体积只会轻微变大,直到逼近 80 倍木星质量时,强大引力会把自身压缩,体积反而不会暴涨;

简单说:轻气体堆不出足够内部高温高压。

补充误区解答

误区:木星内部本身有热量,算不算恒星?

木星确实会向外辐射内部留存的原始热量(形成时积攒的引力势能),但这只是余热,不是核聚变产能,热量只会慢慢耗尽,无法持续发光发热。

恒星依靠核反应源源不断造能,二者本质不同。

误区:如果给木星无限加氢,能变太阳吗?

可以。

持续向木星投放氢,当总质量突破 80 倍木星质量,核心温度突破千万度,氢核聚变自动启动,它就会变成一颗小型红矮星,太阳系变成双恒星系统。

为什么有些恒星体积比木星还小?

小型红矮星密度极高,巨大质量把自身牢牢压缩。

比如距离地球很近的比邻星,体积不大,但质量是木星一百多倍,依靠巨大引力维持核聚变。

总结

判断天体是不是恒星,质量为王,体积不作数。

木星只是体型庞大的气态行星,质量严重不足,无法触发持续氢核聚变,所以哪怕看着比很多小恒星更大,也永远无法成为恒星。

量子信息+熵,能解释宇宙的演化吗

热力学第二定律,也许是物理里最根本的几条原理之一。

它说,一个系统的熵只会随时间增加,不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵,说白了就是无序的程度:熵越低,结构越有序;熵越高,越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉,背后都是熵在增加。

人们相信,宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态,一路演化到高熵。

可就在这个过程中,宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低,却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾,正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织,是比安科尼理论的视觉主题(图片来源:Physics World) 在爱因斯坦的广义相对论里,有个叫"度规"的数学对象,描述时空是怎么弯曲的;物质沿着这条弯曲走,就表现成了引力。

而在量子力学里,"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步,就是把这个"度规"当成量子算符来用,用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来,会冒出两个"度规":一个是"真实"的时空度规,一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少",用量子信息论里的一个量来度量,叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵,决定了时空怎么演化——换句话说,它给出的运动方程,就是引力。

在低曲率极限下,这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限,方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项,而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西;在标准广义相对论里,它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项,就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克(FRW)宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似,假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质,或辐射。

宇宙膨胀时,体积变大,总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快,单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨,局部熵密度却在降,这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律?比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵:要把熵密度在整个时空区域上积分,而因为体积随时间变大,总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙,总熵依然随时间增加,第二定律照样成立,尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调,GfE 理论还很年轻,需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质,为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述,也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力,也许并不是什么神秘的基本力,而只是信息与熵的必然结果。

若真如此,宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命,答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源:S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究:G. Bianconi, Physical Review D.

追踪13.4万亿个暗物质!百亿亿次超算用4天完成这场模拟

科技日报记者 刘霞 美国能源部阿贡国家实验室日前发布消息称,该机构科学家借助“极光”百亿亿次超级计算机,完成了迄今规模最大的两次宇宙学模拟。

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀,并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图;右图外圈显示宇宙微波背景辐射,扇区分别展示视线速度(红/蓝)、物质密度(灰)和引力势(绿/蓝)。

图片来源: 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为,极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度,留下微小的密度差异;随后,引力把这些差异不断放大,最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而,暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布,有望找到更多线索,探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见,却凭借引力主导星系形成,并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中,暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”,团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测,早期宇宙的密度涨落服从高斯分布,也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差,即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差,就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程,从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而,这类信号极其微弱,还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积,统计不确定性难以完全消除。

因此,探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成,目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目,包括美国能源部支持的暗能量光谱仪(DESI)和NASA的SPHEREx任务,两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证,将共同描绘出更为精细的宇宙图景,推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源:科技日报

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