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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144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。
中子星是人类目前发现,除黑洞外密度最大的天体。
一颗直径十公里的中子星,其质量就能与太阳质量相当。
每立方厘米的中子星物质,质量可达十亿吨,简直恐怖如斯。
然而,演化还没有结束。
中子星同样存在质量上限。
当中子星质量超过23倍太阳质量后,其产生的引力将碾碎一切。
这时,恒星就会变成宇宙中天体的终极存在:黑洞。
至于黑洞还有没有更进一步的演化,目前的天文学界就不知道了。
以上,就是恒星演化过程中的四个阶段。
具体的过程非常复杂,而且还存在很多特殊情况,但是核心是不变的。
可以看出,恒星演化与原子结构的研究进展息息相关。
当物理学家没有发现质子、中子时,也就不可能理解恒星的内部构造。
宏观与微观,最伟大的天体与最渺小的原子,通过物理,完美地结合在了一起。
真实历史上,卢瑟福提出元素蜕变假说,并于1919年发现质子,原子核的秘密初步显现。
核聚变和核裂变的思想开始萌芽。
1920年,爱丁顿首次提出恒星由核聚变提供能源,但没有给出证明。
直到1929年,物理学家才从理论上计算了氢在高温下聚变成氦的可能性。
1931年,拉曼的侄子,钱德拉塞卡,基于狭义相对论,提出了白矮星的质量上限,这个极限被称为“钱德拉塞卡极限”。
1932年,查德威克在卢瑟福的指导下,发现中子。
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