宇宙会耗尽氢元素吗?未来的恒星是不是越来越少?
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发布时间：2024-03-23 20:00
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时间：2024-07-18 22:05
根据目前的科学理论，随着时间的推移，宇宙中的氢元素肯定会越来越少，我们宇宙大约在100亿年前经历了恒星形成的高峰期，现阶段恒星（主序星）数量会越来越少，这样下去肯定会有恒星完全消失的一天。
恒星形成与演化理论能解释各种恒星的演化历程，根据大爆炸理论，我们宇宙诞生于138亿年前，宇宙诞生时形成了大量的氢元素和氦元素，大约在大爆炸后的1000万年，首批恒星开始形成，第一批恒星主要以大质量恒星为主，属于贫金属恒星。
由于大质量恒星的寿命非常短，只有1000万~1亿年的时间，在经历红巨星阶段后会以超新星的方式结束生命，同时产生许多金属元素，然后形成星云，星云又在重力作用下塌缩，形成许多中小质量恒星，这些恒星的寿命从1亿~1000亿年不等，比如我们太阳的主序星寿命就高达110亿年。
恒星的演化虽然具有一定的周期性，但是整个演化过程是不可逆的，比如大质量恒星经过超新星爆炸后，更多的是形成中小质量恒星，而且恒星的金属丰度会增加，总的氢元素丰度会降低。
现代天文观测表明，现阶段宇宙元素丰度为：氢元素73.9%，氦元素24%，氧1%，氮0.46%……，与宇宙大爆炸模型的估计差不多，随着时间的推移，氢元素丰度和氦元素丰度会逐渐降低。
当氢元素丰度降低到一定程度后，塌缩的星云就有可能无法点燃核聚变反应，无法形成主序星，而是直接坍缩成黑洞或者其他天体，我们宇宙要达到这样的情况，还得经历非常长的时间，这远比我们宇宙现在的年龄还长。
这样的观点也是有很多证据的，比如恒星质量分布表明，现阶段的大质量恒星已经很少了，恒星质量分布呈现一种金字塔形状，小质量恒星非常之多，我们太阳则属于中等质量恒星。
根据宇宙大爆炸理论，第一批恒星缺乏金属元素，虽然绝大部分是大质量恒星已经演化结束，但是也不排除有极少部分的小质量恒星形成，如果质量小于了0.9倍太阳质量，就有可能到现在还处于主序星阶段。
比如在2018年，美国天文学家在银河系中就发现一颗贫金属恒星，代号2MASS J18082002—5104378 B，这颗恒星诞生于135亿年前，根据光谱分析，这颗恒星的金属含量非常低，极有可能属于第二代恒星，但是目前还没有发现并确认的第一代恒星，理论上第一代恒星基本不含金属元素（金属丰度[Fe/H]≤-6）。
美国天文学家还有一份研究表明，我们宇宙大约在100亿年前，恒星产生的数量达到高峰期，而现阶段恒星产生的速率只有当时的3%；那么在遥远的未来，当宇宙中的氢元素消耗到一定水平之下后，就不会再有恒星生成，而已生成的恒星也将逐渐死去，宇宙最终陷入无边的黑暗。
