物質(zhì)的形成與恒星的演化,主講人：周立,宇宙最初的三分鐘,一個(gè)早期宇宙理論已經(jīng)被廣泛接受，以致常常被天文學(xué)家稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。這個(gè)理論多少有點(diǎn)像有時(shí)被稱為“大爆炸”的理論，但是它進(jìn)一步對(duì)宇宙的內(nèi)容作了明確得多的規(guī)定。,在爆炸發(fā)生后的百分之一秒,即我們能多少有把握談?wù)摰淖钤鐣r(shí)刻，宇宙的溫度大約是攝氏一千億度（1011）。這比最熱的恒星中心還要熱，事實(shí)上，它是這么熱，以致不可能聚集成任何普通的物質(zhì)成分，即不可能聚集成分子、原子甚至原子核，能夠在爆炸中相互飛速地分離的只是各種基本粒子，,早期宇宙里存在最多的幾種粒子,電子、正電子、中微子、光子等 ，不斷地從純能量中產(chǎn)生出來(lái)，經(jīng)歷很短的壽命后又湮滅了。因此，它們的數(shù)目并不是預(yù)先注定的，而是由產(chǎn)生過(guò)程與湮滅過(guò)程的平衡確定的。此外。宇宙湯內(nèi)還摻有很少量的較重粒子：中子和質(zhì)子它們組成今天世界里的原子核（質(zhì)子是帶正電荷的；中子比質(zhì)子稍微重一點(diǎn)，是電中性的），比例大致是每十億個(gè)光子（或正電子、電子、中微子）對(duì)一個(gè)質(zhì)子和中子。十億個(gè)光子對(duì)一個(gè)核粒子這個(gè)比值是建立宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵性數(shù)值，必須由觀測(cè)來(lái)得到。,隨著爆炸繼續(xù)下去，溫度下降了，在約十分之一秒以后下降到攝氏三百億（31010）度；約一秒以后降至一百億度；十四秒后降至三十億度。冷卻到這個(gè)地步以后，電子和正電子湮滅的速度開始快于它們從光子和中微子重新產(chǎn)生出來(lái)的速度。這種物質(zhì)湮滅過(guò)程所釋放出的能量暫時(shí)延緩了宇宙的冷卻速度，不過(guò)溫度仍然在下降，在最初的三分鐘終了時(shí)，下降到十億度。這個(gè)溫度已經(jīng)足夠低，能使中子和質(zhì)子開始組合成復(fù)合的原子核。首先是由一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子組合成一個(gè)重氫（氘）核。由于這時(shí)的密度還足夠大（稍微比水小一些），所以這些氘核可以迅速地組成最穩(wěn)固的輕原子核，即是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的氦核。,最初三分鐘終了時(shí)宇宙的組成主要是光、中微子和反中微子。核物質(zhì)仍然只占很小一個(gè)份額，現(xiàn)在它們當(dāng)中有百分之七十三是氫，有百分之二十七是氦，還有跟這些核物質(zhì)同樣稀少的電子，它們是經(jīng)過(guò)電子-正電子湮滅期以后剩下的。所有這些物質(zhì)繼續(xù)飛馳分離著，一直在冷卻下去和稀薄下去。又過(guò)了幾十萬(wàn)年，溫度終于冷卻到足夠低，可以讓電子與氫核和氦核組成原子,恒星的演化,恒星是由熾熱氣體組成的，是能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體。 恒星的分類：依據(jù)光譜和光度進(jìn)行的二元分類。 恒星的演化：一方面依靠萬(wàn)有引力，把物質(zhì)聚在一起，不至于漫天飛揚(yáng)；一方面靠熱核反應(yīng)產(chǎn)生熱量，造成粒子迅速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生排斥效應(yīng)，使物質(zhì)不至于縮于一點(diǎn)。正是這對(duì)矛盾的存在，才保證了恒星的生存。,當(dāng)恒星中心的氫全部燃燒之后，恒星中部的熱核反應(yīng)停止，這時(shí)萬(wàn)有引力戰(zhàn)勝了熱排斥，星體開始收縮。恒星表面的溫度遠(yuǎn)低于中心溫度（太陽(yáng)中心溫度1500萬(wàn)度，表面6000度），隨著星體的塌縮，恒星外層溫度開始升高，外層的氫開始點(diǎn)燃，這導(dǎo)致了外殼的膨脹，外殼膨脹和中心塌縮是同時(shí)進(jìn)行的，中心部分在收縮過(guò)程中溫度上升，升高的1億度，開始點(diǎn)燃氦，使之,合成碳，再合成氧，這個(gè)過(guò)程大約經(jīng)歷100萬(wàn)年，當(dāng)中心部分氦燃燒完之后，外層氫的燃燒不斷向外擴(kuò)展，星體不斷向外膨脹，膨脹到原來(lái)的10億倍，由于外殼離高溫的中心越來(lái)越遠(yuǎn)，表面溫度逐漸降低，從黃色變成紅色，由于體積巨大，這種紅色巨星看起來(lái)很明亮，我們稱它為紅巨星。50億年后的太陽(yáng)就會(huì)變成此。,核能源枯竭后，紅巨星將拋出一些氣體，形成行星狀星云；這個(gè)階段紅巨星的中心繼續(xù)塌縮，形成小而高溫，高密度的白矮星，白矮星的主要化學(xué)成分是碳和氧。那么宇宙中的硅鎂鐵等元素來(lái)自何方呀？它來(lái)自超大質(zhì)量恒星，超過(guò)8個(gè)M(太陽(yáng)）以上的恒星，在演變?yōu)榧t巨星后，在塌縮后，巨大的引力勢(shì)能，把溫度升高的6億度，使得碳發(fā)生聚合反應(yīng)，生成氖和鎂，此反應(yīng)導(dǎo)致溫度再升高到15億度以上，,氧開始燃燒生成硫、硅等元素，溫度進(jìn)一步升高的30億度，硅開始燃燒，引發(fā)成千上萬(wàn)種核反應(yīng)，最終生成鐵；當(dāng)鐵核的質(zhì)量在1.4M以上，電子進(jìn)入鐵原子核，使之成為中子，在中子星形成的過(guò)程中，猛烈的大爆炸把部分重物質(zhì)拋向太空，成為星際