1900：游走在欧洲的物理学霸 第416章 天体与原子！宏观与微观！物理一法

第416章 天体与原子！宏观与微观！物理一法通万法！

国际天文学联合会的成立，让众人看到了布鲁斯教授对于天文学的热爱。

戴森更是笑着对同行们戏言：

“布鲁斯教授经常去格林尼治天文台看星星。”

“但是他连最基本的星座都分不清。”

“每次他都要我在旁边，为他详细解释。”

戴森的话让大佬们会心一笑。

原来布鲁斯教授还有这么可爱天真的一面。

总是看着对方在物理学领域大杀一通，众人早以为布鲁斯教授是无所不能的。

海耳说道：“听说布鲁斯教授不善于做物理实验。”

“现在看，他同样不擅长天文学的实验操作。”

“他是天生的理论天文学家！”

这个时代天文学并没有实验和理论的划分。

所有的研究都必须基于真实的观测数据，恒星的光谱、位置、大小等等。

但是广义相对论的出现，显然超越了传统天文学的范畴。

天文学家有了新的工具，做一些理论性的分析。

而有一件事，让众人大概猜到了布鲁斯教授喜欢的研究方向。

会议各职务选举完成后，还有另外一项安排，那就是天文学家们做报告。

其中爱丁顿的报告内容，引起了李奇维的极大兴趣。

爱丁顿自从证明星光弯曲后，俨然已经是天文学界的超级新星。

但是他并没有沉溺在往日的荣光中，而是继续突破自己。

他把研究方向转到了恒星的形成和演化。

天文学按照研究对象划分，可以分为以下几个层次：

行星层次、恒星层次、星系层次、宇宙。

哈勃目前的研究方向，就属于星系和宇宙层次，俗称的大尺度天文学。

但是这并不代表大尺度就比小尺度重要。

作为宇宙中最常见的天体，恒星对于人类有着非比寻常的意义。

因为要是没有太阳，连人类存在的基础都没有了。

地球沐浴在太阳的照耀下，已经上亿年了。

但是对于头顶的那个大火球，人类却几乎是一无所知。

所以对于恒星的研究，也是天文学最火热的方向。

而其中最重要的两个未解之谜：

第一，恒星的能源到底来自何方？为什么恒星可以燃烧亿万年而不熄灭？

第二，恒星的最终结局又会是什么？它会变成尘埃消散在广袤的宇宙之中吗？

在1900年以前，这些问题是无解的。

用专业的话说就是：历史还没发展到可以解决的阶段。

但是随着广义相对论、量子论、原子结构等理论的相继出世。

恒星的秘密有了突破的可能。

显然后世大家都知道，恒星从诞生到消亡，一共会经历四个阶段：

第一阶段是恒星的诞生，也称原始星云阶段。

宇宙中到处飘散的庞大气体和尘埃，因为引力作用而聚集在一起。

随着聚集的质量越来越大，引力也越来越大，从而使得星云内部的温度和压力开始升高。

于是就进入了第二个阶段：成熟的主序星阶段（不要管主序星这个概念，理解为成熟体就行）。

星云内部庞大的压力和极高的温度，使得核聚变有了发生的可能。

最先发生的核聚变就是氢原子变成氦原子。

核聚变产生的巨大能量，提高了星云内部的压强，从而抵消了自身引力的坍缩效应。

当两者达到相互平衡的状态时，一颗稳定的恒星就正式诞生形成了。

这就是恒星能源的来源：核聚变。

但是，恒星再大，它的质量也是有极限的。

总有一天，它体内的氢原子会被消耗完，全部变成氦。

这时候，氢聚变就不能维持下去了。

恒星的演化也来到了第三个阶段：红巨星阶段。

在这个阶段，虽然氢原子没有了，但是聚变依然在发生。

当温度达到1亿度时，氦原子核经过复杂的变化，聚变成了氧原子核，这一步叫氦燃烧。

随着温度不断升高，聚变不断发生。

从低原子序数的元素，逐渐聚变为高原子序数的元素。

直到最终的极限：铁元素。

所有恒星内部的核聚变，到生成铁元素后就停止了。

因为铁聚变是一个特殊的过程，当两个铁原子核发生聚变时，不再是放出能量，反而是吸收能量。

这就导致核聚变所需的温度和压力无法继续维持。

因此，铁的形成就标志着恒星已经濒死。

在这个阶段，恒星内部因为引力而继续坍缩，但外层物质却不断膨胀，并喷射各种物质。

恒星的体积不断变大，最终形成红巨星。

此时，如果恒星原本的质量特别大（几十到几百倍太阳质量），超过了某个界限，那么就会发生超新星爆炸。

这是宇宙中最为可怕的天体现象之一。

超新星爆炸产生的光度，足以和整个银河系中几千亿颗恒星的光度总和相当。

一瞬间释放的能量，相当于太阳在100亿年内释放的能量总和。

那是恒星在死亡前发出的不甘怒吼，极尽升华，横扫一切。

这才是真正意义上的“天灾”，没有任何手段能够阻挡。

一位寿元无多的老恒星，携着帝超新星而来，就问你怕不怕。

最后，恒星所在只有残留的少数尘埃，在宇宙风的吹拂下，永久消散于天地间。

当然，宇宙中大部分的恒星质量都较小（几到几十倍太阳质量），并不会发生超新星爆炸。

它们会走向另外一种结局。

这就是恒星演化的第四个阶段：末期演化阶段。

在这个阶段，恒星一般会变成三种类型的天体。

分别是：白矮星、中子星、黑洞。

第四阶段的恒星虽然无法再发生核聚变，避免引力坍缩。

但是其组成原子并不是那么好压缩的。

因为原子内部有电子，而电子由于泡利不相容原理，很难被压缩。

这种抵抗力叫做电子简并压力。

所以，当恒星自身的引力和电子简并压力平衡时，就形成了白矮星。

但是白矮星存在质量上限。

当它的质量超过1.44倍太阳质量时，其产生的引力就会大于电子简并压力。

这时候，原子被压碎，电子就会和质子被压在一起，形成中子。

中子之间同样存在中子简并压力，使得中子无法被轻易压缩。

当引力和中子简并压力平衡时，就形成了所谓的中子星。