1、.宇宙與恒星的演化人們總是對(duì)宇宙、恒星充滿好奇，今天我們就來沿著物理學(xué)家們探究的軌跡談?wù)動(dòng)钪妗⒑阈堑男纬膳c演化。一、宇宙的演化物理學(xué)中有一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象：研究微觀世界的粒子物理、量子理論，與研究宇宙的理論竟然互相溝通、互相支撐。正如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者格拉肖所說：“隱藏在原子內(nèi)心的，是宇宙構(gòu)造的機(jī)密。根據(jù)宇宙大爆炸的理論，宇宙形成之初是“粒子家族盡顯風(fēng)采的時(shí)期。在大爆炸后約10-44s，那時(shí)的溫度為1032K，產(chǎn)生了夸克、輕子膠子等粒子。大爆炸后約10-6s，溫度下降到1013K左右，夸克構(gòu)成了質(zhì)子和中子等強(qiáng)子，成為強(qiáng)子時(shí)代。再晚一些時(shí)候，溫度下降到1011K時(shí)，只剩下少量夸克，而自由的光子

2、、中微子和電子等輕子大量存在，此時(shí)代成為輕子時(shí)代。當(dāng)溫度下降到109K時(shí)，中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，并很快形成氦核，同時(shí)有氚核、氦3等輕核生成，此時(shí)代成為核合成時(shí)代。目前宇宙中存在的大部分氦是那時(shí)侯形成的。大爆炸1萬年之后，溫度降到104K，此時(shí)的宇宙由電子、質(zhì)子和氦核的混合電離氣體組成。當(dāng)溫度降到3000K時(shí)，電子與質(zhì)子復(fù)合成為中性的氫原子。繼續(xù)冷卻，質(zhì)子、電子、原子等與光子別離逐步組成恒星和星系。二、恒星的演化根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)，大爆炸10萬年后，溫度下降到了3000K左右，出現(xiàn)了有中性原子構(gòu)成的宇宙塵埃。某些塵埃間的間隔 相對(duì)近些，由于萬有引力的作用，形成了更密集的塵埃。塵埃像雪球一樣越滾越大

3、，形成了氣體狀態(tài)的星云團(tuán)。星云團(tuán)的進(jìn)一步凝聚使得引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，溫度升高。溫度上升到一定程度就開場(chǎng)發(fā)光。于是，恒星誕生了。這顆星繼續(xù)收縮、繼續(xù)升溫。當(dāng)溫度超過107K時(shí)，氫通過熱核反響成為氫，釋放的核能主要以電磁波的形式向外輻射。輻射產(chǎn)生的向外的壓力與引力產(chǎn)生的收縮壓力平衡，這時(shí)星體穩(wěn)定下來。恒星在這一階段停留的時(shí)間最長。太陽目前正處于這一階段的中期，要再過50億年才會(huì)轉(zhuǎn)到另一個(gè)演化階段。當(dāng)恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)楹ぶ?，核反響變?nèi)酰椛鋲毫ο陆?，星核在引力作用下再次收縮。這時(shí)引力勢(shì)能產(chǎn)生的熱將使溫度升得更高，于是發(fā)生了氦核聚合成碳核的聚變反響。類似的過程一波又一波地繼續(xù)下去，出現(xiàn)氧、硅，直到鐵等更重要的元素。恒星在這個(gè)階段要經(jīng)歷屢次膨脹與收縮，光度也發(fā)生周期性的變化。當(dāng)各種熱核反響都不再發(fā)生時(shí)，由熱核反響維持的輻射壓力也消失了。星體在引力作用下進(jìn)一步收縮，中心密度到達(dá)極大。恒星最后的歸宿是什么？這與恒星的質(zhì)量大小有關(guān)。天體物理的研究說明，假如恒星的質(zhì)量小于1.4倍的太陽質(zhì)量，它會(huì)演變?yōu)榘装牵大w積很小，但質(zhì)量不太小的恒星。假如恒星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.4-2倍，更強(qiáng)大的壓力使得原子被“壓碎，電子和質(zhì)子被壓在一起，整個(gè)恒星成為中子組成的天體，叫做中子