138億年的時間還不夠長，但只要耐心等待，太陽變成黑矮星的那一天就會到來。

宇宙大爆炸發生在大約138億年前，又過了5000萬年到1億年孕育出了宇宙中第一批恆星，自此宇宙星光熠熠。大量主要成分為氫氣和氦氣的物質受重力作用凝聚，成為緻密天體，物體中心開始產生核聚變反應，使該物體變成真正意義上的恆星。

隨著時間流逝，核聚變不斷作用，恆星最後會耗盡可供聚變的燃料。有些情況下，恆星的品質足夠巨大，核聚變反應還可以繼續，但是到達某一時間點後，反應必定全部停止。然而，即使一顆恆星最終死亡，它們的殘留物仍將繼續發光。事實上，除了黑洞，宇宙中所有的恆星殘餘到現在仍在發光。接下來，我們來看看究竟要多久才能等到第一顆黑矮星。

圖解 :鷹星雲因其不斷孕育出新恆星而聞名。鷹星雲內部包含了大量博克球狀體，也可以稱之為暗星雲，在沒有完全蒸發之前，這些物質會持續向內坍塌，進而構造出新的恆星。雖然這些球狀體的外部環境可能極熱，但內部卻因不受輻射影響而溫度極低。

這一切起源於氣體雲。當分子氣體雲在自身重力作用下坍塌時，總會有一些區域比其他區域的密度大一點點。氣體雲中含有物質的區域都開始最大限度地吸收周圍的物質，但是那些密度較高的區域則會更加高效地吸收物質。引力坍縮是個失控的過程，這意味著吸收的物質越多，就會有越多的物質向內坍塌。

一個分子云從一個巨大的、瀰漫的狀態變成一個相對坍塌的狀態可能需要數百萬到數千萬年，然而一團呈現坍塌狀態的緻密氣體只需要幾十萬年即可成為星群，此時在其最密集的中心部分開始發生核聚變反應。

圖解：黑暗、朦朧的分子云，如銀河系的分子云一樣，會隨時間坍塌，誕生出新恆星，其中物質密度最高的地方會構造出體積最大的恆星。

恆星顏色多樣、亮度不一、大小異同，而且從恆星誕生的那一刻起，其壽命週期和命運就已經註定。當你創造出一個新的恆星群時，最容易注意到的就是最亮的那些，通常也是體積最大的那些。它們是現存最亮、最藍、最熱的恆星，其品質是太陽的數百倍，光度是太陽的數百萬倍。

儘管最亮的恆星是那些看起來最壯觀的恆星，但它們也是最稀有的恆星，在所有已知的恆星總數中所佔比例遠低於1%。這些稀有恆星的壽命也很短，無論那些恆星的核聚變正處於哪個階段，其中心的核燃料最少再燃燒100萬年至200萬年即可消耗殆盡。

圖解：哈勃空間望遠鏡在狼蛛星雲中心觀測到正在成型的星群，這是本星系群中已知的最大恆星形成區。其中最熱、最藍的恆星們是太陽品質的200多倍。

當這些最亮、品質最大的恆星燃燒殆盡，它們就會在壯觀的II型超新星爆炸中死亡。當這種情況發生時，先是核心爆炸，從內向外坍塌，核心密度較低的變為中子星，核心密度較高的甚至可能變成黑洞，同時恆星外層分解，迴歸星際物質。

爆炸結束後，這些富化氣會致力於培育新的恆星，為它們創造岩石行星和有機分子提供必要的重元素，在機率極小的情況下，神奇的生命就此誕生。據估計，至少有6代恆星爆炸後產生的分子氣體雲才最終孕育出我們的太陽以及太陽系。

圖解：體積最大的恆星死亡時，因核聚變反應和中子俘獲而富含重元素的外層則爆炸進入太空，變成星際物質，準備為新一代的恆星創造岩石行星、甚至生命提供原材料。

如果你想從超新星坍塌之後製造一個黑洞，則無需等待它慢慢變黑 。根據定義，黑洞在一瞬間就能達到幾乎完美的“黑色”。如果核心坍塌時的能量足夠形成黑洞表面，那麼其內部物質會立刻坍塌為奇點。核心處剩餘的光、溫度、能量，都會被奇點吸收。

黑洞不會發射出任何光亮，只有在黑洞衰退、黑洞視界不斷吸收周圍物質而增長之時才會以霍金輻射的形式發出光亮。但也不是所有的大型恆星都會坍塌為黑洞，有些則是變成中子星，兩者變化過程大相徑庭。

圖解：中子星是爆炸後的超新星的殘餘物，由剩餘的坍塌核心構成。

中子星會吸收恆星核心所有的能量，並以極快的速度坍塌。當你拿起任何一樣物品並快速擠壓它，則會導致其內部溫度升高，這也是柴油機內活塞的工作原理。恆星核心坍塌變成中子星的過程可以算是表現極速擠壓的終極例項了。

主要成分為鐵、鎳、鈷、矽以及硫、直徑約上萬千米的核心會在幾秒鐘到幾分鐘的旋轉後坍塌成為直徑小於等於16千米大小的球狀體。其密度增加了大約10^¹⁵，溫度急劇升高，核心溫度可達到10^¹² 開氏度，表面達到10^⁶開氏度。那麼這裡就有一個問題。

圖解：中子星體積小、整體亮度低，而且溫度極高，需要較長時間冷卻。如果你的眼神夠好，你應該能看見它閃爍的光亮度比目前宇宙的年齡還要大上幾百萬倍。

因為所有的能量都儲存在坍塌的恆星當中，其表面溫度極高，不僅會呈現出可見光譜中的藍白色光芒，而且大部分能量已經屬於不可見光，甚至是紫外線光：這是x射線能量。球體存在的能量大到難以想象，而且能量只能通過中子星表面釋放進宇宙，然而中子星的表面積又很小。所以，最主要的問題是中子星需要多久才能冷卻呢？

問題的答案需要由物理學上一個晦澀的概念來解釋—中微子冷卻！中微子可以不受阻礙地攜帶能量直接穿過整個中子星，然而，一般的重子物質就可以完全阻擋光子（輻射）。要等到中子星表面的可見光消失，也就是10^¹⁶年，或者說等過了宇宙年齡的100萬倍時間之後，中子星才可能完全冷卻下來。有些中子星的冷卻速度比較低，可能需要10^²⁰到10^²² 年才能冷卻，那意味著你就要多等一段時間了。

圖解：品質較低的類日恆星在耗盡燃料時表層會爆炸，向外拋射出行星狀星雲，核心則向內收縮為白矮星，需要極長時間才能冷卻、變暗。

其它恆星就不需要那麼長時間冷卻、變暗。超過99%的恆星不會變成超新星，而是在恆星階段末緩慢向內收縮為白矮星。之所以稱之“速度緩慢”是因為比起超新星只需幾秒鐘至幾分鐘即可形成，而白矮星的形成過程則需要數十年、上百年、甚至幾千年，不過恆星核心內部幾乎所有的熱量都能夠在這段時間內儲存下來。

中子星是將內部的熱量集中在直徑僅有10英里的球體之中，而白矮星則是將熱量儲存在地球大小的“小範圍”區域之中，或者比中子星還要大上幾千倍的區域。白矮星溫度極高，是太陽溫度的三倍，甚至可以超過20,000開氏度，但其冷卻速度要比中子星快得多。

圖解：白矮星（左圖），反射我們太陽的光的地球（中圖）和黑矮星（右圖）的大小/顏色比較。

白矮星的中微子逃逸效果可以忽略不計，這意味著穿過白矮星表面的輻射是唯一重要的影響。我們計算通過輻射，白矮星的熱量能以多快的速度逃逸，得知白矮星冷卻（像太陽會產生）大概需要10^¹⁴到10^¹⁵年。之後，白矮星的殘餘物溫度極低，只差幾度便可達到絕對零度！

這也意味著差不多十萬億年，也就是目前宇宙年齡的1000倍後，白矮星的表面溫度才會低至失去可見光。等這一天真的到來，宇宙會出現一種新物體—黑矮星。

圖解：現在宇宙還太年輕，還不足以讓恆星殘餘物冷卻到肉眼無法看到的程度，更不用說比絕對零度高几度。

很抱歉讓你失望了，目前宇宙中還沒有黑矮星的存在。我們的宇宙現在還太年輕。事實上，在我們的理想估算中，從宇宙誕生出第一顆白矮星開始，冷卻程度最高的白矮星僅發散了不到其總能量0.2%的熱量。更加直觀來說，假設白矮星本來的溫度是20,000開氏度，那麼它現在的溫度就是19,960開氏度。如果我們想要得到一顆真正的黑暗恆星，還要等待一段無比漫長的時間。

目前，我們認為宇宙遍佈恆星，恆星聚集的區域則是星系，每個星系獨立而遙遠。但是等到第一顆黑矮星出現時，星系群將會融合為一個星系（Milkdromeda），到那時，其中大部分恆星都將燃燒殆盡，倖存下來的都是恆星中品質最小、顏色最紅、密度最高的恆星，除此之外只有黑暗，暗能量會將其它星系推得遠遠的，遠到任何物理手段都無法接觸、檢測到它們的存在。

圖解：等第一顆恆星殘餘物完全冷卻需要漫長的時間，白矮星從紅色變到不可見的紅外線，再到黑矮星需要數百萬億年的時間。到那時，宇宙就不太可能再孕育出新的恆星了，幾乎整個太空都將變成黑暗的世界。

但是，宇宙之中將出現一種新物體。雖然我們沒機會看到或者體驗這種新物體，但是通過對自然的認知，我們確定這種物體的確會存在，並且知道它會何時出現。科學讓我們能預測極其遙遠的未來，這是科學最奇妙的魅力之一！

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 河蹤-粉紅派阿翻- medium