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元素挖矿星球爆炸的条件是

发布时间: 2022-05-04 06:05:52

⑴ 为什么有的恒星在即将灭亡时会爆炸

只有大质量恒星会这样。叫“超新星爆发”。

超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸度极其明亮,过程中所突发电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。

恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。如著名的“蟹状星云”,就是在1054年一颗超新星爆发中形成的。

蟹状星云

恒星是以核聚变反应产生的向外的辐射压与恒星本身质量产生的向内的引力相等,来维持恒星的稳定的。恒星演化至晚期时,其内核都会收缩,外层都会膨胀,成为红巨星。

当大质量恒星形成红巨星时,同样是内核收缩,外层气体膨胀,成为比红巨星更为庞大的红超巨星。大质量恒星的内核的主要成分是铁。由于铁的质量远大于碳,因而引力比碳核要大得多,引力也大得多。当中心的铁足够多,且铁核以外的轻一些的氧、氖、碳、钠等元素的数量及温度已不足以维持继续聚变为铁时,这颗恒星的核反应就停止了。没有了核反应,就没有了抵抗物质向内压缩的辐射压,恒星物质就会以极高的速度向着恒星的铁核集聚而来。在接近铁核时,下落的速度甚至接近光速。但铁核是无比坚硬的,这些物质撞击到铁核时,等于是撞到了一堵无比坚硬的墙,于是,恒星物质就会以几乎相同的速度反向冲出恒星,形成无比剧烈的内爆。这个过程叫“铁芯灾变”。冲出恒星的物质温度极高,冲出的速度又极快,其光度在数小时到数天内可以增加数十万倍,就形成了超新星爆发。

在恒星物质向外极速扩散的同时,撞击铁核时带给铁核的能量,又使铁发生进一步的聚变,生成在恒星条件下无法生成的重元素,如钴、镍、铜、铂、银、金等,一直到铀、钍。其中的一部分会随着冲出的物质扩散到宇宙空间,成为形成其他星球的原料。我们地球上比铁重的元素就是这么来的。

如果超新星爆发后,中心剩余的质量大于3.2倍的太阳质量,在收缩时,引力就会大到连中子都会被压碎,密度会继续增加,体积在超强的引力作用下继续收缩,直到恒星核的表面脱离速度(类似于地球的第一宇宙速度)达到光速,它发出的光就会被它自己的引力拉回去而无法发射出来,外面的物质和辐射也会被它的引力吸引而落入其中,这颗恒星的核心就突然看不到了,只能感受到它的引力。这种天体就是“黑洞”。

所以,大质量恒星在即将灭亡时,肯定是会爆炸的。由于绝大多数的超铁重元素就是在超新星爆发中形成的,如果没有超新星爆发,就不会有地球,也不会有我们自己。

⑵ 为什么星体死亡时会爆炸

当星球离人类太远的时候,天文学家就无法看清它。尽管美国宇航船一直不懈的努力,科学家想知道其它星球是否还有生命,更想知道是否有类似人类的生命,其实人类是看不见的,人类不具备这种能力。

人类要想看到宇宙中其它星球的变化,只能等待那些星球自己靠近地球。

这一天终于来了!

牛津大学天文学家史卡温斯基表示:“我们用前所未见的详细方式,亲眼见证到距地球约十亿光年的银河系中一颗巨大星球狂乱的死亡过程。”

在这以前,科学家只能看到恒星爆炸后,在银河系中留下的余晖,仅此而已,无法确切知道究竟是哪颗星在爆炸在死亡。但是,这个新闻告诉我们,人类已经可以目睹具体是哪颗恒星死亡,并且看到其在死亡前最后挣扎所迸发出的闪光。

离的越近,看的越清晰,这是常识。天文学家史卡温斯基的报告透露了这样一个信息:从这一天开始,宇宙中越来越多的奥秘将向人类展现。

史卡温斯基表示,这些闪光在星球爆炸前数小时开始,科学家利用震波在星球内的走向,可以知道星球的大小,及它在最后一段时间里是怎么回事。发光的时间愈长,表示星球愈大。

这是一颗比太阳还大五十倍的超级巨星,在它的核心崩塌、遭受巨大的能量波冲击而爆炸之后,被完全摧毁。负责这项研究的史卡温斯基说,他们在这颗巨星的震波不断传到星球表面,且开始爆炸时锁定目标。

据美国太空网(space.com)报导,一个天文学研究小组自去年12月就开始用史隆数字天文探测器(Sloan Digital Sky Survey)观察到剧烈而罕见的天体变化。研究说,在遥远星系,一个在“死亡轨道”上围绕巨大中央黑洞运行的恒星正在被这个看不见的庞然大物撕裂,在被吞噬之前这个星体发出最后的“尖叫”:一束巨大的光线在广袤的星系中产生“回音”。

这项研究发表在今年5月的天体物理杂志通讯(Astrophysical Journal Letters)上。

该项目小组的负责人、麦克斯-普朗克研究所的斯黛芬尼-科莫莎(Stefanie Komossa)表示,他们仍然在密切监控这束光的“回音”,这是有史以来科学家第一次如此详细地观测到这样的现象,他们并藉此来探测星系的不同区域。

「第一次」利用声波测到死亡轨道恒星被黑洞撕裂发出的“尖叫”,「首次」在一颗垂死的恒星爆炸前,观察到它迸放出最后一道光芒。

其它星球在发生着巨变,不止是爆炸毁灭,还有诞生的新星和从新的组合。地球不也是宇宙中、银河系中的一个星球吗?人类不也在其中吗?那么宇宙的爆炸和重组、毁灭和新生不正在用重锤震醒沉睡的人,让人类选择自己的未来吗?

⑶ acgn作品“游戏人生”中“空”将库仑力消去后为什么会发生星球爆炸

原文是:——行星中心核……铁原子的核心。
那是在原子互相吸引的「核子力」,遭遇比它更强大的抵抗力「库仑力」时发生。
本来是只有在超大型行星死亡,因重力崩坏才会引发的天文现象。
现在却由于库仑力的『消失』,小行星瞬间开始产生核融合。
因此发生的现象,在空他们的世界这么称呼:
那是铁的光线崩坏所造成的伽玛暴,又称之为——

足以蒸发数光年外星系的『极超新星爆炸』。

我的猜想是,铁原子之间有相吸的核子力,也有相斥的库仑力,加减得零,但如果其中库仑力消失,铁原子就靠近并融合产生核反应,也许类似于核爆吧,全是我瞎猜的,我不知道对不对。

⑷ 为什么有的星球没有被撞击就会爆炸呢

行星爆炸一般是受到(足够)大质量天体的撞击。恒星爆炸(即“超新星爆发”)是受条件限制的,这个条件就是质量。大质量恒星在燃尽自身“燃料”前,其内部的压力已经不足以平衡自身的引力作用而发生剧烈的“坍缩”,同时会将自身的一部分质量抛射到星际空间,同时一部分质量以能量的方式被释放出来。这就是恒星的爆炸——超新星爆发。

⑸ 让宇宙大爆炸发生的元素和物质是怎么来的谁给它爆炸的条件,跑出来爆炸的东西是怎么来的,元素是怎么产

宇宙大爆炸(Big Bang)仅仅是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。

大约在50亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的。

人们是怎样能推测出曾经可能有过宇宙大爆炸呢?这就要依赖天文学的观测和研究。我们的太阳只是银河系中的一两千亿个恒星中的一个。像我们银河系同类的恒星系 —— 河外星系还有千千万万。从观测中发现了那些遥远的星系都在远离我们而去,离我们越远的星系,飞奔的速度越快,因而形成了膨胀的宇宙。

对此,人们开始反思,如果把这些向四面八方远离中的星系运动倒过来看,它们可能当初是从同一源头发射出去的,是不是在宇宙之初发生过一次难以想像的宇宙大爆炸呢?后来又观测到了充满宇宙的微波背景辐射,就是说大约在150亿年前宇宙大爆炸所产生的余波虽然是微弱的但确实存在。这一发现对宇宙大爆炸是个有力的支持。

宇宙大爆炸的观点:

1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。

1965年,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射,后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们也因此获1978年诺贝尔物理学奖。

20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10-43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释.

宇宙的起源:最初是比原子还要小的奇点,然后是大爆炸,通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子,这些粒子在能量的作用下,逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此,大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而,至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持,而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。

宇宙大爆炸理论:大爆炸理论

大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,英文说法为Big Bang,也称为大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论。

大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束(见元素合成理论)。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。

大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实:

a)理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。

b)观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。

c)在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。

d)根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。

按照大爆炸理论,宇宙是150亿年前从一个极小的点诞生的,从那里诞生了时间和空间、质量和能量,从而由物质小微粒聚集成大团的物质,最终形成星系、恒星和行星等。在大爆炸发生前,宇宙中没有物质,没有能量,甚至没有生命。

但是,大爆炸理论无法回答现在的宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样,或者说发生这次大爆炸的原因是什么?按照大爆炸理论,宇宙没有开端。它只是一个循环不断的过程,从大爆炸到黑洞的周而复始,便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程。

这只是一个设想,并不是一个完美的理论。

大爆炸理论虽然并不成熟,但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键就在于目前有一些证据支持大爆炸理论,比较传统的证据如下所示:

a)红位移

从地球的任何方向看去,遥远的星系都在离开我们而去,故可以推出宇宙在膨胀,且离我们越远的星系,远离的速度越快。

b)哈勃定律

哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。

V=H×D

其中,V(Km/sec)是远离速度;H(Km/sec/Mpc)是哈勃常数,为50;D(Mpc)是星系距离。1Mpc=3.26百万光年。

c)氢与氦的丰存度

由模型预测出氢占25%,氦占75%,已经由试验证实。

d)微量元素的丰存度

对这些微量元素,在模型中所推测的丰存度与实测的相同。

e)3K的宇宙背景辐射

根据大爆炸学说,宇宙因膨胀而冷却,现今的宇宙中仍然应该存在当时产生的辐射余烬,1965年,3K的背景辐射被测得。

f)背景辐射的微量不均匀

证明宇宙最初的状态并不均匀,所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生。

g)宇宙大爆炸理论的新证据

在2000年12月份的英国《自然》杂志上,科学家们称他们又发现了新的证据,可以用来证实宇宙大爆炸理论。

长期以来,一直有一种理论认为宇宙最初是一个质量极大,体积极小,温度极高的点,然后这个点发生了爆炸,随着体积的膨胀,温度不断降低。至今,宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。

科学家们在分析了宇宙中一个遥远的气体云在数十亿年前从一个类星体中吸收的光线后发现,其温度确实比现在的宇宙温度要高。他们发现,背景温度约为-263. 89摄氏度,比现在测量的-273.33的宇宙温度要高。

虽然已有上述证据存在,但是宇宙是否起源于大爆炸学说,仍然缺乏足够多的令人信服的证据。

宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙学的一些根本问题。宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出,但20年代以来就有了萌芽。20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象。

到了1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效果的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。

40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论。该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”。以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态。这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题。1964年美国人彭齐亚斯和威尔逊又发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据。

该理论作为一门发展中的理论,虽然得到了绝大多数科学家的认同,但仍有一些解释不了的问题,需要进一步完善其理论体系。

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回答者:环境艺术网络 - 初入江湖 三级 4-6 13:13

你问了好多”是这样吗”但是我可以告诉你太阳不是宇宙的中心!
回答者:四夕小子 - 初学弟子 一级 4-6 13:13

就现在的理论来说
宇宙来源于一次大爆炸,爆炸之前的情况还无法推测,只能猜测其既没有空间也没有时间为只存在1个奇点,大爆炸指的就是这个奇点的大爆炸。
该奇点是一个密度趋于无穷大的点体积趋向无穷大,理论上来说应该包含的现在宇宙中的所有物质。
该奇点爆炸的原因还未明了。
大爆炸后奇点中所包含的物质随着空间的扩张、时间的经过以及温度的冷却开始重新组合,最终形成了组成现在这个宇宙的各种微粒(夸克、胶子然后是中子、质子再是原子、分子)
要想知道更多的知识我建议你去看看霍金的《时间简史》 和 《果壳里的宇宙》
回答者:奇点天遇 - 魔法师 四级 4-6 13:52

其实可以说太阳是宇宙中心。为什么呢?
宇宙起源于大爆炸,这是比较公认的说法。大爆炸起源于一点。如果将时间倒推到大爆炸时期,宇宙中所有的物质都集中于无穷小的一个点上,此时,可以说宇宙的每一个点都是宇宙的中心,只是那时太阳还没有诞生罢了

⑹ 宇宙大爆炸是如何产生星球的

宇宙大爆炸(Big Bang)仅仅是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设想。 大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上,描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见的一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的。
[编辑本段]【观点提出过程】
人们是怎样能推测出曾经可能有过宇宙大爆炸呢?这就要依赖天文学的观测和研究。我们的太阳只是银河系中的一两千亿个恒星中的一个。像我们银河系同类的恒星系 —— 河外星系还有千千万万。从观测中发现了那些遥远的星系都在远离我们而去,离我们越远的星系,飞奔的速度越快,因而形成了膨胀的宇宙。
对此,人们开始反思,如果把这些向四面八方远离中的星系运动倒过来看,它们可能当初是从同一源头发射出去的,是不是在宇宙之初发生过一次难以想象的宇宙大爆炸呢?后来又观测到了充满宇宙的微波背景辐射,就是说大约在137亿年前宇宙大爆炸所产生的余波虽然是微弱的但确实存在。这一发现对宇宙大爆炸是个有力的支持。
宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙中的一些根本问题。宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出,但20年代以来就有了萌芽。20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象。
到了1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律。他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效应的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快。这正是一幅宇宙膨胀的图像。
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论:整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了我们的宇宙。美籍俄国天体物理学家伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中,提出了热大爆炸宇宙学模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质,最初的温度超过几十亿度,随着温度的继续下降,宇宙开始膨胀。
大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。 40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论。该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”。所谓原始火球也就是一个无限小的点,现在的宇宙仍会继续膨胀,也就是无限大,有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候,宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态。这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题。直到50年代,人们才开始广泛注意这个理论。
60年代,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据,他们发现了宇宙背景辐射,后来他们证实宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时留下的遗迹,从而为宇宙大爆炸理论提供了重要的依据。他们在测定银晕气体射电强度时,在7.35cm波长上,意外探测到一种微波噪声,无论天线转向何方,无论白天黑夜,春夏秋冬,这种神秘的噪声都持续和稳定。相当于三K摄氏度的黑体发出的辐射。这一发现使天文学家们异常兴奋,他们早就估计到当年大爆炸后,今天总会留下点什么,每一个阶段的平衡状态,都应该有一个对应的等效温度,作为时间前进的嘀嗒声。彭齐亚斯和威尔逊也因此获1978年诺贝尔物理学奖。
20世纪科学的智慧和毅力在霍金的身上得到了集中的体现。他对于宇宙起源后10 ~ 43秒以来的宇宙演化图景作了清晰的阐释. 宇宙的起源:最初是比原子还要小的奇点,然后是大爆炸,通过大爆炸的能量形成了一些基本粒子,这些粒子在能量的作用下,逐渐形成了宇宙中的各种物质。至此,大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇宙图景理论。然而,至今宇宙大爆炸理论仍然缺乏大量实验的支持,而且我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。
[编辑本段]【理论观点】
大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束(见元素合成理论)。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来,通过几十年的努力,宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史:
大爆炸开始时 约137亿年前,极小体积,极高密度,极高温度。
大爆炸前10~43秒 宇宙从量子背景出现。
大爆炸前10~35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力。
大爆炸前10~5秒 10万亿度,质子和中子形成。
大爆炸后0.01秒 1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。
大爆炸后0.1秒后 300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。
大爆炸后1秒后 100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。
大爆炸后13.8秒后 30亿度,氘、氦类稳定原子核(化学元素)形成。
大爆炸后35分钟后 3亿度,核过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸后30万年后 3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。
根据哈勃常数也可以推算大约150亿年前,宇宙起始于一个奇点。
温格.波缪说:“爆炸1/100秒时,温度为1000亿摄氏度,宇宙处于最简单的热平衡状态。从纯能量中产生出来的光子和正负电子搅和在一起,连幻影般的中微子也泡在这盆热汤(就是我们所说的基本粒子浓汤)里。光子和质子的比例为10比1。爆炸1秒后,温度降到100亿摄氏度,中微子开始抽身逃离热平衡。三分钟是个划时代的时间,温度降到10亿摄氏度,正负电子湮灭完成。宇宙主要由光、正反中微子组成,核粒子只占很少份额,其中氢和氦的比例为73∶27。另外就是湮灭中多出来的与核粒子同样稀少的电子。此后70万年没有大事发生,直至温度降到3000摄氏度,自由电子渐渐各有其主,与核结成了氢和氦,物质于是脱离了辐射的热平衡,宇宙开始透明。
大爆炸宇宙模型(big-bang model)
一种广为认可的宇宙演化理论。其要点是,宇宙是从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生的。时间至少发生在100亿年前。这种模型基于两个假设:第一是爱因斯坦提出的,能正确描述宇宙物质的引力作用的广义相对论;第二是所谓宇宙学原理,即宇宙中的观测者所看到的事物既同观测的方向无关也同所处的位置无关。这个原理只适用于宇宙的大尺度上,而它也意味着宇宙是无边的。因此,宇宙的大爆炸源不是发生在空间的某一点,而是发生在同一时间的整个空间内。有这两个假设,就能计算出宇宙从某一确定时间(称为普朗克时间)起始的历史,而在此之前,何种物理规律在起作用至今还不清楚。宇宙从那时起迅速膨胀,使密度和温度从原来极高的状态降下来,紧接着,预示质子衰变的一些过程也使物质的数量远超过反物质,如同我们今天所看到的一样。许多基本粒子在这一阶段也可能出现。过了几秒钟,宇宙温度就降低到能形成某些原子核。这一理论还预言能形成一定数量的氢、氦和锂的核素,丰度同今天所看到的一致。大约再过100万年后,宇宙进一步冷却,开始形成原子,而充满宇宙中的辐射则在宇宙空间自由传播。这种辐射称为宇宙微波背景辐射,它已经被观测所证实。除了原始物质和辐射外大爆炸理论还预言,现在宇宙中应充满中微子,它们是无质量或无电荷的基本粒子。现在科学家们正在努力找寻这种物质。
大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实:
(a)理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
(b)观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。
(c)在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。
(d)根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。
按照大爆炸理论,宇宙是137亿年前从一个极小的点诞生的,从那里诞生了时间和空间、质量和能量,从而由物质小微粒聚集成大团的物质,最终形成星系、恒星和行星等。在大爆炸发生前,宇宙中没有物质,没有能量,甚至没有生命。
但是,大爆炸理论无法回答现在的宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样,或者说发生这次大爆炸的原因是什么?按照大爆炸理论,宇宙没有开端。它只是一个循环不断的过程,从大爆炸到黑洞的周而复始,便是宇宙创生与毁灭并再创生的过程。
这只是一个设想,并不是一个完美的理论。
[编辑本段]【论据】
大爆炸理论虽然并不成熟,但是仍然是主流的宇宙形成理论的关键就在于目前有一些证据支持大爆炸理论,比较传统的证据如下所示:
(a)红位移
从地球的任何方向看去,遥远的星系都在离开我们而去,故可以推出宇宙在膨胀,且离我们越远的星系,远离的速度越快。
(b)哈勃定律
哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。
V=H×D
其中,V(Km/sec)是远离速度;H(Km/sec/Mpc)是哈勃常数,为50;D(Mpc)是星系距离。1Mpc=3.26百万光年。
(c)氢与氦的丰存度
由模型预测出氢占25%,氦占75%,已经由试验证实。
(d)微量元素的丰存度
对这些微量元素,在模型中所推测的丰存度与实测的相同。
(e)3K的宇宙背景辐射
根据大爆炸学说,宇宙因膨胀而冷却,现今的宇宙中仍然应该存在当时产生的辐射余烬,1965年,3K的背景辐射被测得。
(f)背景辐射的微量不均匀
证明宇宙最初的状态并不均匀,所以才有现在的宇宙和现在星系和星团的产生。
(g)宇宙大爆炸理论的新证据
在2000年12月份的英国《自然》杂志上,科学家们称他们又发现了新的证据,可以用来证实宇宙大爆炸理论。
长期以来,一直有一种理论认为宇宙最初是一个质量极大,体积极小,温度极高的点,然后这个点发生了爆炸,随着体积的膨胀,温度不断降低。至今,宇宙中还有大爆炸初期残留的称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。
科学家们在分析了宇宙中一个遥远的气体云在数十亿年前从一个类星体中吸收的光线后发现,其温度确实比现在的宇宙温度要高。他们发现,背景温度约为-263. 89摄氏度,比现在测量的-273.33的宇宙温度要高。
[编辑本段]【反大爆炸论者的声音】
一封《致科学界的公开信》得到了34位科学家和工程师的签名,于2004年5月22日发表于英国的《新科学家》(NeW Scientist)杂志。我们将它翻译过来,目的是让读者对大爆炸理论的人的论据有所了解。这封公开信被贴到网上后,又得到了185位科学家的网络签名(现在已四百多人了):
如今,大爆炸理论越来越多地以一些假设,一些从未被实证观察的东西作为自己的论据:暴胀、暗物质和暗能量等就是其中最令人震惊的一些例子。没有这些东西,我们就会发现,在实际的天文学观测和大爆炸理论的预言之间存在着直接的矛盾。这种不断求助于新的假设来填补理论与实现之间鸿沟的做法,在物理学的任何其他领域中都是不可能被接受的。这至少反映出这一来历不明的理论在有效性方面是存在着严重问题的。
然而,没能这些牵强的因素,大爆炸理论就无法生存。离开了暴胀之类的假设,大爆炸理论就无法解释实际观测中发现的同质的、各向同怀的宇宙背景辐射。因为那样的话,它就无法解释宇宙中相距遥远的各部分何以会有着相同的温度并发出同量的微波辐射。离开了那种与我们20多年来辛苦努力在地球上观察到所有物质都格格不入的所谓暗物质,大爆炸理论的预言与宇宙中实际的物质密度就完全是矛盾的。暴胀所需的密度是核聚变所需的20倍,这也许可以作为大爆炸理论中较轻元素来源的一个理论解释吧。而离开了暗能量,根据大爆炸理论计算出来的宇宙年龄就只有80亿年,这甚至比我们所在的这个星系中许多恒星的年龄还要小几十亿岁。
更重要的是,大爆炸理论从来没有任何量化的预言得到过实际观测的验证。该理论捍卫者们所宣称的成功,统统归功于它擅长在事后迎合实际观测的结果,它不断地在增补可调整的参数,就像托勒玫(Ptol m e)的地心说总是需要借助本轮和均轮来自圆其说一样,其实,大爆炸论并不是理解宇宙历史的唯一方式。‘等离子宇宙论‘和’稳恒态宇宙模型论’都是对这样一个持续演化着的宇宙的假设,它们认为宇宙既无始也无终。这些模型,以及其他一些观点,也都能解释宇宙的基本现象,如较轻元素在宇宙中所占的比重、宇宙背景辐射以及遥远星系谱线红移量随着距离增加等问题,它们的一些预言还甚至得到过实际观测的验证,而这是大爆炸理论从未做到过的。大爆炸论的支持者们强辩说这些理论不能解释观测到的所有天文现象。但这并没有什么奇怪的,因为它们的发展严重缺乏经费的支持。实际上,直到今天,这样一些疑问和替代理论都还不能被拿出来进行自由的辩论和检验。绝大多数的研讨会都在随波逐流,并不允许研究者们进行完全公开的观点交流。理查德·费曼(Richard Feynman)说过,‘科学就是怀疑的文化’,而在今天的宇宙学领域,怀疑和异见得不到容忍,年轻学者们即使对大爆炸这一标准模型有任何否定的想法也不敢表达。怀疑大爆炸论的学者如果把自己的疑问说出来就会失去经费资助。连实际的观测结果也要被筛选,要依据其能否支持大爆炸理论的标准来筛选。这样一来,所有不合标准的数据,比如谱线红移、锂元素和氦元素在宇宙中所占的比例、星系的分布等,都被忽视甚至歪曲。这反映出了一种日益膨胀的教条主义,完全不合乎自由的科学研究精神。如今在宇宙学研究领域,几乎所有的经费和实验资源都被分配给以大爆炸理论为课题的项目。科研经费来源有限,而所有主管经费分配的评审委员会都被大爆炸论的支持者们把持着。结果就造成了大爆炸理论掌握该领域的全面主导地位,这一局面与该理论在科学上的有效性毫无关系。只资助从属于大爆炸论的课题,这种做法抹杀了科学方法的一个基本原则:就是必须持续不断地用实际观察来对理论加以检验的原则。这样一种束缚使任何探讨都无法进行,也使任何研究都无法进行,为了治疗这一顽症,我们呼吁资助宇宙学研究的机构将相当部分的经费留给那些替代性理论的研究课题,留给那些与大爆炸理论存在矛盾的实证观测。为避免经费分配不公的问题,掌管经费分配的评审委员会可以由非宇宙学领域的天文学家和物理学家组成。将经费公平地分配给针对大爆炸理论有效性进行的研究项目,以及其替代性理论的研究项目,这将能使我们以科学的方式找到关于宇宙历史演变的最可信的模型。
[编辑本段]【宇宙大爆炸理论的缺陷】
根据大爆炸理论,星系连同其它所有的恒星和行星都产生于一个所谓有的奇异点。这个奇异点中集中了所有宇宙最原始的物质。而科学家们对这一奇异点物理参数的评估则是:温度为1031 K,潜藏的能量密度为1098 尔格/立方厘米(作为比较,恒星内部最高温度为108 K,而中子星的物质密度为1015 克/立方厘米)。
我们很难想像,处于奇异点时期的宇宙到底是什么样。今天流行的宇宙超级结构理论认为,大爆炸后形成的微型黑洞遍及整个宇宙。这些黑洞的体积还没有一个原子核大,但其质量却相当于一个小行星。不久前还有信息称,美国宇航局计划于2007年发射一个高功率X射线望远镜GLAST。按照天文物理学家们的计算,该望远镜的敏感度足以发现微型黑洞的波动。宇宙超级结构理论将最终得到实验证实。
“大爆炸”理论最大的缺陷就是无法回答大爆炸之前这一奇异的点来源于何方?大爆炸理论存在了100多年了,但令人惊讶的是,这一理论的发展将把人们对宇宙诞生和灭亡的认识不可避免地引向神创说。并不奇怪,教皇约安-帕维尔二世早就在其书信中称当代的宇宙论与《圣经》中的论述不谋而合。
电磁宇宙设想——新兴的宇宙理论
近年来,我们关于电磁宇宙的设想则回答了诸多疑问。而电磁宇宙说的基本观点则体现在以下三个主要方面:第一,宇宙将永远存在;第二,宇宙间的所有物质在各种频率范围内都发生着能量交换--从超低频至超高频;第三,宇宙间的一切活动都是循环发生的(行星产生于黑洞,之后又浓缩成黑洞)并遵循着守恒定律(能量、电荷、物质)。
电磁宇宙理论的基本观点是:宇宙是一个超环面系统,其中的众多星系都由宇宙磁场连接在一起,螺旋形的超环面宇宙磁场控制着所有的星系流。各个星系群由黑洞带隔开,而黑洞带则是孕育和产生星系之处,部分科学家称之为星系“产房”。
根据电磁宇宙理论,黑洞造就了两种星系类型,一种由由负电子和质子构成物质世界,另一种则是由正电子和反质子构成所谓反物质世界。正是这两个世界之间存在的巨大的物质和电荷差异形成了给予宇宙生命与发展的能量。
星系就是在宇宙磁场存在条件下诞生的,恒星系统和星系际物质的运动则形成了宇宙的强大的电流。正如地球大气中雷雨天的放电现象,黑洞中的放电现象便成就了众多星系的诞生和死亡。如果说地球上的放电现象是瞬间完成的,那么黑洞的放电现象则要持续数十亿年并最终决定在我们的周围会形成什么样的世界。
电磁宇宙理论认为,宇宙中的大爆炸其实就是星系的诞生过程。由于宇宙间存在着数不清的星系,所以可以推测,宇宙间的大爆炸每时每刻都在发生,也就是说,宇宙间的星系诞生和灭亡每秒都在发生着。原子弹的爆炸就是这样一个实例。
冷战时期,每次原子弹试爆时美国人安装在卫星上的传感仪器都会对爆炸进行观测。原子弹爆炸总伴随着中子辐射。令科学家们惊讶的是,每次爆炸后仪器都会记录下不间断的中子辐射。后来天文学家们的研究显示,宇宙间每个区域内时时刻刻都在发生着爆炸。
电磁宇宙理论的问世将使大爆炸理论随着时间的推移而被人们淡忘。因为物质和能量永远处于相互转换中,时间只不过是记录从一个事件到另一个事件的工具,事实上时间也是永恒的,生命的循环既没有始,也没有终。
[编辑本段]【宇宙新论:宇宙大爆炸一直在发生】
据英国广播公司(BBC)2002年4月25日的报导,美国普林斯顿大学一物理学家根据天文观测的结果,即宇宙还在不断地加速膨胀,提出一种新的宇宙理论,称一次次的宇宙大爆炸在过去和将来一直在发生,我们目前的这个宇宙只是这一连串大爆炸中的一个,虽然每次宇宙大爆炸的过程极其漫长(超过一万亿年),但通过对此理论所预言的重力波的观测,人们有可能在几年内初步验证此理论是否正确。
宇宙还在不断膨胀,报导称在过去五年,一个奇怪的现象引起了人们的关注。
背道而驰
大爆炸产生的辐射波 :自从137亿年前的宇宙大爆炸之后,星体和各星系一直各自向外飞散。理论上讲,相互维系的重力应该减慢这个膨胀的速度,但是事实并非如此,实际上膨胀还在加速进行。 宇宙中有某种力量,正在把星体和各星系拉开。宇宙学家不知道那是什么力量,但是他们可以建立数学公式把这个现象描绘出来。
宇宙新论的提出者之一、美国普林斯顿大学的斯坦哈特说,这些公式预测宇宙无始、无终,一次次宇宙大爆炸将会永不止息,不断发生。
爆炸循环
他说:“我们这幅图画所提出的是大爆炸并非时间的开端,而只是连串爆炸循环当中的最新一次而已。在这些循环当中,宇宙经历加热、膨胀、冷却、停滞、空虚,然后再度膨胀。” 根据这个理论,宇宙将会继续膨胀大约一万亿年。这时,公式推算出,神秘的反重力力量的特性改变,在宇宙某个角落发生另一次大爆炸,一切重新开始。
验证
要验证斯坦哈特的说法是否正确不必等一万亿年,对错很快就可以定夺。 每一次大爆炸都会产生重力波,在整个宇宙扩散。科学家正在地球上和太空中建造新一代的仪器来探测这些重力波。第一个探测结果将会在几年内出现,这将可以证实或者否定宇宙无始无终的说法。
[编辑本段]【大爆炸理论:拼凑起来的故事?】
美国《纽约时报》曾报道过这样的事件:
曾几何时。有个似乎十分简单的设想,即宇宙始于一次大爆炸。
宇宙诞生的故事慢慢拼凑起来。“大爆炸”方程式甚至还可以用于预测宇宙历史早期形成的质量较轻元素(氢、氢和锂)的相对数量。而且“大爆炸”理论还与观测结果十分吻合,这真是不可思议。
但是这种理论上的乐园已经难有好日子过了。最近几年,“大爆炸”理论不能自圆其说的问题接踵而来,宇宙不再那么循规蹈矩了。
最新打击(这一观点太牵强,建议删除)
最新的打击是上个月出现的。人们长期以来一直认为,星系彼此之间的引力与宇宙扩张相抗衡,向心引力刚好与离心张力形成平衡,使宇宙得到控制。理论学家们看到2月27日一期的《科学》杂志时肯定会深感震惊,因为这期杂志报告了宇宙在加膨胀的证据,这表明存在某种尚无法解释的与引力作用相反的斥力。
虽然还未成定论,但是它却是理论学家一直绞尽脑汁要弄明白的一系列惊人结论中最新出现的一个。由于天文学家们的观测工具越来越灵敏,所以就必须不断往原始的“大爆炸”理论中塞进一个又一个用心良苦的假设——先是宇宙诞生大爆炸之后随即出现过短暂的“膨胀期”、存在大量看不见并无法解释的“暗物质”,现在则可能是正使宇宙加速扩张的某种神秘的东西。
不断修正
但并不是所有事情都能得到解释。例如,为什么无论在哪里出现 的背景辐射都有完全一样的温度呢?这种吻合似乎过于完美,而显得不真实自然。还有更令人不可思议的,那就是宇宙匪夷所思的形状。一个“封闭”的宇宙是弯曲的,所以宇宙万物最终会崩溃。而一个“开放”的宇宙则将无限扩张。但是无论如何,我们自己的宇宙似乎是“平的”(宇宙不是平的,宇宙是存在曲率的),介乎这两者之间。
除非存在宽厚仁慈的独裁者,否则宇宙中一切怎么能够如此和谐呢?
1979年时出现了一个答案,当时物理学家艾伦·古思提出了—个假设,认为在最初大爆炸之后,宇宙紧接着进入超高速疯狂扩张期,宇宙体积成倍成倍地膨胀。该膨胀期只持续远远不到一秒钟的刹那间。但是计算结果表明,这就足以使辐射变得均匀,并使弯曲展平——消除了大爆炸留下的波纹,于是又恢复了宇宙常数。
但是宇宙学家们随后又开始感到不安了,因为宇宙辐射过于均匀;这表明宇宙最初是均质单一的,后来莫名其妙地演化成我们今天所见到的不规则的宇宙,中间点缀着恒星、星系和巨大星系团。要想让这么多的物质凝结起来,似乎宇宙的年龄还不够大,引力也不够强。于是就出现了另一次修正。宇宙学家们已经发现,理论上存在的暗物质可以让“大爆炸”理论自圆其说。如果宇宙中存在足够多的这种看不见的物质,那么这种物质就可以产生额外的引力,促使形成巨型结构。
“大爆炸”理论变得不再简单明了,现在甚至似乎变得越来越复杂了。
以正在发生爆炸的恒星超新星作为测量距离的信标(因为可以用超新星闪烁的速度来估计它们的实际亮度),天文学家们最近几周很不清愿地得出这样一个结论,即宇宙可能正在莫名其妙地加速扩张。
还可能出现这样的情况,光学错觉让天文学家看走了眼。与此同时,理论学家们又在忙着修补漏洞了。

⑺ 为什么星球会爆炸

首先第一恒星的爆炸:是因为恒星内部的氢燃烧殆尽氦加入燃烧,氦燃烧后能量更大会让天体产生膨胀体积扩大,氦还会生成更重的元素碳,碳加入燃烧后能量比氦还高,然后可想而知……
第二个是行星它一般不会爆炸,主要是因为其他天体碰撞,吞并造成的,明白了么?

⑻ 在什么样的条件下,一颗星球会突然间的爆炸

这样的问题就一颗行星,他的会爆炸,时间应该是在这颗星球,它的一个生命走到尽头,走到尽头了的话,那么它就会发生一个爆炸。所以说,然后他会爆炸的原因有,他的一个星球的生命已经到此为止,还有一个原因是由于其他的星球或者说是小行星或者陨石撞击,而所产生的爆炸,或者还有是其他外力攻击,比如说外星人使用武器摧毁星球。

还有一种可能就是最不可能的事,就是外星人摧毁该星球,毕竟在很多科幻电影中也是出现了外星人,使用一个强烈的武器摧毁了该星球也不排除这样的可能。毕竟外星人的存在,我们现在身为一个地球人,还不能了解到外星人真的是否存在。

⑼ 关于星球爆炸

1、星球爆炸不会产生机械的冲击波,因为没有传播媒体.
2、自然没有什么波及范围了
3、引力不会消失。爆炸后的碎片的质量虽然分散,仍有一个质心,每片碎片都会受到来自质心方向的引力。
4、要看他们的速度和距离质心距离,相对于他们的引力。如果到了那个系统的“逃逸速度”,就会脱离这个爆炸的系统飞向远方,途中若经过大质量的星体,速度不够逃逸速度就会被吸引捕获。

⑽ 恒星为什么会爆炸

演化
编辑

恒星结构
恒星都是气体星球。晴朗无月的夜晚,且无光污染的地区,一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星,借助于望远镜,则可以看到几十万乃至几百万颗以上。估计银河系中的恒星大约有1500-2000亿颗,我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。[3]
恒星的两个重要的特征就是温度和绝对星等。大约100年前,丹麦的艾依纳尔·赫茨普龙(Einar Hertzsprung)和美国的享利·诺里斯·罗素(Henry Norris Russell )各自绘制了查找温度和亮度之间是否有关系的图,这张关系图被称为赫罗图,或者H—R图。在H-R图中,大部分恒星构成了一个在天文学上称作主星序的对角线区域;在主星序中,恒星的绝对星等增加时,

恒星的演变
其表面温度也随之增加。90%以上的恒星都属于主星序,太阳也是这些主星序中的一颗。巨星和超巨星处在H—R图的右侧较高较远的位置上;白矮星的表面温度虽然高,但亮度不大,所以他们只处在该图的中下方。
恒星演化是一个恒星在其生命期内(发光与发热的期间)的连续变化。生命期则依照星体大小而有所不同。单一恒星的演化并没有办法完整观察,因为这些过程可能过于缓慢以致于难以察觉。因此天文学家利用观察许多处于不同生命阶段的恒星,并以计算机模型模拟恒星的演变。
天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关

恒星——赫罗图
系,建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系,揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中,从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区,我们的太阳也在其中;这一序列被称为主星序,90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区;左下为白矮星区。
天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动,可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。其他特征,包括 直径、自转、运动和温度,都可以在演变的历史中进行测量。描述许多恒星的温度对光度关系的图,也就是赫罗图(HR图),可以测量恒星的年龄和演化的阶段。
恒星并非平均分布在星系之中,多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星,如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星集团。当两颗双星的轨道非常接近时,其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响,[4]例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。
形成

在宇宙发展到一定时期,宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身

千奇百怪的恒星(13张)
引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加,气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为星坯。
星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的,而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性(即星坯中心的温度要高于外围的温度),因此在热学上,这是一个不平衡的系统,热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢的收缩,以其引力位能的降低来升高温度,从而来恢复力学平衡;同时也是以引力位能的降低,来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。

最新观测发现S1020549恒星
下面我们利用经典引力理论大致的讨论这一过程。考虑密度为ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统,气体热运动能量:
ET= RT= T
(1) 将气体看成单原子理想气体,μ为摩尔质量,R为气体普适常数
为了得到气云球的的引力能Eg,想象经球的质量一点点移到无穷远,将球全部移走场力作的功就等于-Eg。当球质量为m,半径为r时,从表面移走dm过程中场力做功:
dW=- =-G( )1/3m2/3dm
(2) 所以:-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3
于是:Eg=- (2),[3]
气体云的总能量:E=ET+EG (3)

灵魂星云将形成新的行星
热运动使气体分布均匀,引力使气体集中。两者共同作用。当E>0时热运动为主,气云是稳定的,小的扰动不会影响气云平衡;当E<0时,引力为主,小的密度扰动产生对均匀的偏离,密度大处引力增大,使偏离加强而破坏平衡,气体开始塌缩。由E≤0得到产生收缩的临界半径:
(4) 相应的气体云的临界质量为:
(5) 原始气云密度小,临界质量很大。所以很少有恒星单独产生,大部分是一群恒星一起产生成为星团。球形星团可以包含10^5→10^7个恒星,可以认为是同时产生的。
我们已知:太阳质量:MΘ=2×10^33,半径R=7×10^10,我们带入(2)可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能
太阳的总光度L=4×10^33erg.s-1如果这个辐射光度靠引力为能源来维持,那么持续的时间是:
很多证明表明,太阳稳定的保持着今天的状态已有5×10^9年了,因此,星坯阶段只能是太阳形成像今天这样的稳定状态之前的一个短暂过渡阶段。这样提出新问题,星坯引力收缩是如何停止的?此后太阳辐射又是以什么为能源?
稳定期

主序星阶段在收缩过程中密度增加,我们知道ρ∝r-3,由式(4),rc∝r3/2,所以rc比 r减小的更快,收缩气云的一部分又达到新条件下的临界,小扰动可以造成新的局部塌缩。如此下去在一定的条件下,大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星,原恒星吸附周围气云后继续收缩,表面温度不变,中心温度不断升高,引起温度、密度和气体成分的各种核反应。产生热能使气温升的极高,气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星,恒星的演化是从主序星开始的。

哈勃观测到两颗燃烧剧烈的超级恒星
恒星的成份大部分是H和He,当温度达到104K以上,即粒子的平均热动能达1eV以上,氢原子通过热碰撞就充分的电离了(氢的电离能是13.6eV),在温度进一步升高后,等离子气体中氢核与氢核的碰撞就可能引起核反应。对纯氢的高温气体,最有效的核反应系列是所谓的P-P链:
其中主要是2D(p,γ)3He反应。D(氘,氢的同位素,由一个质子和一个中子组成)含量只有氢的10-4%左右,很快就燃完了(其原理与现代氢弹武器类似)。如果开始时D比3He(氦3,氦的同位素,由2个质子和1个中子组成)含量多,则反应生成的3H(氚,氢的同位素,由1个质子和2个中子组成,衰变会变成氦3)可能就是恒星早期3He的主要来源,由于对流到达恒星表面的这种3He,有可能还保留着。
Li,Be,B等轻核和D一样结合能很低,含量只是H 的2×10-9K左右,当中心温度超过3×106K就开始燃烧,引起(p,α)和(p,α)反应,很快成为3He和4He。中心温度达到107K,密度达到 105kg/m3左右时,产生的氢转化为He的41H→4He过程。这主要是p-p和CNO循环。同时含有1H和4He是发生p-p链反应,有以下三个分支组成:
p-p1(只有1H) p-p2(同时有1H、4He) p-p3
或假设1H 和4He的重量比相等。随温度升高,反应从p-p1逐渐过渡到p-p3,
而当T>1.5×107K时,恒星中燃烧H的过程就可过渡到以CNO循环为主了。
当恒星内混杂有重元素C和N时,他们能作为触媒使1H变为4He,这就是CNO循环,CNO循环有两个分支:
或总反应率取决于最慢的14N(p,γ)15O、15N的(p,α)和(p,γ)反应分支比约为2500:1。
这个比值几乎与温度无关,所以在2500次CNO循环中有一次是CNO-2。
在p-p链和CNO循环过程中,净效果是H燃烧生成He:
在释放出的26.7MeV能量中,大部分消耗给恒星加热和发光,成为恒星的主要来源。
前面我们提到恒星的演化是从主星序开始的,那么什么是主星序呢?等H稳定地燃烧为He时,恒星就成了主序星。人们发现有百分之八十至九十的恒星都是主序星,他们共同特征是核心区都有氢正在燃烧,他们的光度、半径和表面温度都有所不同,后来证明:主序星的定量上差别主要是质量不同,其次是他们的年龄和化学成份,太阳这段历程约千万年。
观察到的主序星的最小质量大约为0.1M⊙。模型计算表明,当质量小于0.08M⊙时,星体的收缩将达不到氢的点火温度,从而形不成主序星,这说明对于主序星它有一个质量下限。观察到的主序星的最大质量大约是几十个太阳质量。理论上讲,质量太大的恒星辐射很强,内部的能量过程很剧烈,因此结构也越不稳定。但是理论上没有一个质量的绝对上限。
当对某一星团作统计分析时,人们却发现主序星有一个上限,这说明什么?我们知道,主序星的光度是质量的函数,这函数可分段的用幂式表示:
L∝Mν
其中υ不是一个常数,它的值大概在3.5到4.5之间。M大反映主序星中可供燃烧的质量多,而L大反映燃烧的快,因此主序星的寿命可近似用M与L的商标来标志:
T∝M-(ν-1)
即主序星寿命随质量增大而按幂律减小,如果整个星团已存在的年龄为T,那就可以由T与M的关系式求出一个截止质量MT。质量大于MT的主序星已结束核心的H燃烧阶段而不是主序星了,这就是观察到由大量同年龄星组成的星团有上限的原因。
我们就讨论观测到的恒星中大部分是主序星的原因,表1根据一25M⊙的恒燃烧阶段点火温度(K) 中心温度(g. cm-3) 持续时间(yr)
H 4×107 4 7×106
He 2×108 6×102 5×105
C 7×108 6×105 5×102
Ne 1.5×109 4×106 1
O 2×109 1×107 5×10-2
Si 3.5×109 1×108 3×10-3
燃烧阶段的总寿命7.5×106
星演化模型,列出了各种元素的点火温度及燃烧所持续的时间。从表上看出,原子序数大的核有更高的点火温度,Z大的核不仅难于点火,点火后燃烧也更剧烈,因此燃烧持续的的时间也就更短。这颗25M⊙的表1 25M⊙恒星演化模型,模型星的燃烧阶段的总寿命为7.5×106年,而其中百分之九十以上的时间是氢燃烧阶段,即主星序阶段。从统计角度讲,这表明找到一颗处于主星序阶段的恒星几率要大。这正是观察到的恒星大多数为主序星的基本原因。
晚年

主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氢,而氢的点火温度又比其他元素都低,所以恒星演化的第一阶段总是氢的燃烧阶段,即主序阶段。在主序阶段,恒星内部维持着稳衡的压力分布和表面温度分布,所以在整个漫长的阶段,它的光度和表面温度都只有很小的变化。下面我们讨论,当星核区的氢燃烧完毕后,恒星有将怎么进一步演化?
恒星在燃烧尽星核区的氢之后,就熄火,这时核心区主要是氦,它是燃烧的产物,外围区的物质主要是未经燃烧的氢,核心熄火后恒星失去了辐射的能源,它便要引力收缩是一个起关键作用的因素。一个核燃烧阶段的结束,表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度升高,这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度全面的升高,主序后的引力收缩首先点着的不是核心区的氦(它的点火温度高的太多),而是核心与外围之间的氢壳,氢壳点火后,核心区处于高温状态,而仍没核能源,它将继续收缩。这时,由于核心区释放的引力位能和燃烧中的氢所释放的核能,都需要通过外围不燃烧的氢层必须剧烈地膨胀,即让介质辐射变得更透明,来排出多余的热能来维持热平衡。而氢层膨胀又使恒星的表面温度降低了,所以这是一个光度增加、半径增加、而表面变冷的过程,这个过程是恒星从主星序向红巨星过渡,过程进行到一定程度,氢区中心的温度将达到氦点火的温度,于是又过渡到一个新阶段--氦燃烧阶段。
在恒星中心发生氦点火前,引力收缩以使它的密度达到了103g. cm-3的量级,这时气体的压力对温度的依赖很弱,那么核反应释放的能量将使温度升高,而温度升高反过来又加剧核反应速率,于是一旦点火,很快就会燃烧的十分剧烈,以至于爆炸,这种方式的点火称为“氦闪光”,因此在现象上会看到恒星光度突然上升到很大,后来又降的很低。
另一方面,当引力收缩时它的密度达不到103g. cm-3量级,此时气体的压力正比于温度,点火温度升高导致压力升高,核燃烧区就会有所膨胀,而膨胀导致温度降低,因此燃烧就能稳定的进行,所以这两种点火情况对演化进程的影响是不同的。
恒星在发生“氦闪光”之后又怎么演变呢?闪光使大量能量的释放很可能把恒星外层的氢气都吹走,剩下的是氦的核心区。氦核心区因膨胀而减小了密度,以后氦就有可能在其中正常的燃烧了。氦燃烧的产物是碳,在氦熄火后恒星将有一个碳核心区氦外壳,由于剩下的质量太小引力收缩已不能达到碳的点火温度,于是它就结束了以氦燃烧的演化,而走向热死亡。
由于引力塌缩与质量有关,所以质量不同的恒星在演化上是有差别的。
M<0.08M⊙的恒星:氢不能点火,它将没有氦燃烧阶段而直接走向死亡。
0.08<M<0.35M⊙的恒星:氢能点火,氢熄火后,氢核心区将达不到点火温度,从而结束核燃烧阶段。
0.35<M<2.25M⊙的恒星:它的主要特征是氦会点火而出现"氦闪光"。
2.25<M<4M⊙的恒星:氢熄火后氦能正常地燃烧,但熄火后,碳将达不到点火温度。这里的反应有:
在核反应初期,温度达到108K量级时,CNO循环产生的13C,17O能和4He发生新的(α,n)反应,形成16O和20Ne,在核反应进行了很长时间后,20Ne(p,γ) 21Na(β+,ν) 21Na中的21Na以及14N吸收两个4He形成的22Ne能发生(α,n)反应形成24Mg和25Mg等,这些反应作为能源并不重要,但发出的中子可进一步发生中子核反应。
4<M<8→10M⊙的恒星,这是一个情况不清楚的范围,或许碳不能点火,或许出现"碳闪光",或许能正常地燃烧,因为这是最后的中心温度已较高,一些较敏感的因素,如:中微子的能量损失把情况弄得模糊了。
核反应结束后,当中心温度达到109K时,开始发生C,O,Ne 燃烧反应,这主要是C-C反应,O-O反应,以及20Ne的γ,α反应:
8→10M⊙<M的恒星:氢、氦、碳、氧、氖、硅都能逐级正常燃烧。最后在中心形成一个不能在释放能量的核心区,核心区外面是各种能燃烧而未烧尽的氢元素壳层。核燃烧阶段结束时,整个恒星呈现由内至外分层(Fe,Si,Mg,Ne,O,C,He,H)结构。
终局

我们已经知道,对质量小于8→10M⊙的恒星,它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段;对于质量更大的恒星,它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段,在这以后,恒星的最终归宿是什么?
小质量的恒星(如太阳),起先会膨胀,在这个阶段的恒星我们称之为红巨星,然后会塌缩,变成白矮星,辐射、丧失能量,再成为黑矮星,最终消失。
大质量的恒星,≥7个太阳密度(8→10M⊙<M)的恒星则会变成超新星(Super nova),它会选择以超新星爆发的形式结束生命,最终会成为中子星或黑洞(古代有记载, 由于超新星光量大,一颗超新星爆发,连续几个月都可以在晚上看书)
一旦停止了核燃烧,恒星必定要发生引力收缩,这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。因此,如果恒星在一?quot;最终"的平衡位形,它必须是一个"冷的"平衡位形,即它的压力与它的温度无关。
主序星核心H耗尽后,离开主序是阶段开始了它最后的历程。结局主要取决于质量。对于质量很小的星体由于质量小,物体内部的自引力并不重要,固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。
当星体质量再大些,直到自引力不可忽略时,这时自引力加大了内部的密度和压力,压力的加大是物质发生压力电离,从而逐渐是固体的电约束瓦解,而过渡为等离子气体。加大质量,即加大密度,此时压力于温度无关,从而达到一种"冷的"平衡位形,等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变:
这里p是原子核中的质子,这样的反应大致在密度达到108 g. cm-3的时候,它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核,原子核中出现过多的中子,导致核结构松散,当密度超过4×1011g. cm-3是中子开始从原子核中分离出来,成为自由中子,自引力于中子间压力达到平衡。如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力,而形成黑洞,但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量,例如恒星风,"氦闪光",超新星爆发等,它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量,因此,恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的,它实际上取决于演化的进程。那么我们可以得出这样的结论。8→10M⊙以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。8→10M⊙以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞,也就是说,塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到3.2倍的恒星,最终成为中子星,塌缩的内核质量在太阳3.2倍以上的恒星,最终成为黑洞。
观测到的恒星质量范围一般为0.1→60M⊙。质量小于0.08M⊙的天体不能达到点火温度。因此,不发光,不能成为恒星。质量大于60M⊙的天体中心温度过高而不稳定,至今仅发现20个以下。
变星等。
结构

根据实际观测和光谱分析,我们可以了解恒星大气的基本结构。一般认为在一部分恒星中,最外层有一个类似日冕状的高温低密度星冕。它常常与星风有关。有的恒星已在星冕内发现有产生某些发射线的色球层,其内层大气吸收更内层高温气体的连续辐射而形成吸收线。人们有时把这层大气叫作反变层,而把发射连续谱的高温层叫作光球。其实,形成恒星光辐射的过程说明,光球这一层相当厚,其中各个分层均有发射和吸收。光球与反变层不能截然分开。太阳型恒星的光球内,有一个平均约十分之一半径或更厚的对流层。在上主星序恒星和下主星序恒星的内部,对流层的位置很不相同。能量传输在光球层内以辐射为主,在对流层内则以对流为主。
对于光球和对流层,我们常常利用根据实际测得的物理特性和化学组成建立起来的模型进行较详细的研究。我们可以从流体静力学平衡和热力学平衡的基本假设出发,建立起若干关系式,用以求解星体不同区域的压力、温度、密度、不透明度、产能率和化学组成等。在恒星的中心,温度可以高达数百万度乃至数亿度,具体情况视恒星的基本参量和演化阶段而定。在那里,进行着不同的产能反应。一般认为恒星是由星云凝缩而成,主星序以前的恒星因温度不够高,不能发生热核反应,只能靠引力收缩来产能。进入主星序之后,中心温度高达700万度以上,开始发生氢聚变成氦的热核反应。这个过程很长,是恒星生命中最长的阶段。氢燃烧完毕后,恒星内部收缩,外部膨胀,演变成表面温度低而体积庞大的红巨星,并有可能发生脉动。那些内部温度上升到近亿度的恒星,开始发生氦碳循环。在这些演化过程中,恒星的温度和光度按一定规律变化,从而在赫罗图上形成一定的径迹。最后,一部分恒星发生超新星爆炸,气壳飞走,核心压缩成中子星一类的致密星而趋于“死亡”(见恒星的形成和演化)。

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