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A-Level物理:黑洞是怎样形成的!

2019-03-21 14:14:24 266人已读 分享到

  首先,要想弄明白A-Level物理是什么,我们需求晓得物质的来源是什么?有些同窗或许晓得,如今比拟盛行的关于物质来源的说法是宇宙大爆炸学说,即the Big Band 。这个可不是某韩国著名偶像组合,也不是某美国泡沫喜剧。

  宇宙大爆炸是自从13 billion years开端,经过不时的向外扩张,逐渐构成了我们如今的数不分明的星系以及成千上万的恒星。恒星(stars)比方我们的太阳(the Sun),同样也是物质的‘制造厂’。今天教师想分享的是Edexcel和OCR考试局Unit 5的一道标题。同样在AQA考试局Optional内容中有所触及。提早预告一下,本节还解说了谜一样的黑洞(Black hole)是怎样构成的。有兴味的同窗能够留意。

A-Level物理:黑洞是怎样形成的!

  离我们最近的一颗恒星就是太阳。但是在宇宙中有着成千上万,数也数不分明的恒星。夜里,当你仰视星空,90%的星星都是相似于太阳,或者比太阳大的恒星,叫做main sequence star。关于这个火热的太阳,你有没想象一下,太阳的过去与将来?

  我们先说太阳的过去。太阳是怎样构成的呢?在5000 million years ago,太阳构成的初始阶段简直完整被密集的星云气体和灰尘所掩盖。由于重力的缘由,星云团的质量向内坍塌,随著它的温度和压力的增加,这些片段会凝结成一个被称为原恒星(Protostar)的超热旋转气体。

  继续的坍塌会招致核聚变(Fusion)反映的开端。一颗恒星就降生了。我们的太阳经过了4.5 billion years的核聚变反响,曾经进入了‘中壮年’。构成了一颗稳定的星,那么恒星的将来又在哪里?我们晓得恒星的主要物质是氢气与氦气。随着核聚变的反映,最终,恒星会耗尽中心供给的氢燃料,合成高质量的元素,比方铁,并且分开主序(main sequence)带停止下一阶段的演化。

  红巨星(red giant)阶段是紧接在分开主序带之后的阶段。由于铁等其他很高质量的物质,中心会继续塌缩,剩余的氢燃料会收缩。恒星收缩的外层是对流的,湍流让接近熄灭区域的物质上升至恒星的外表,并和外表的物质混和。这颗红色的耀眼恒星就变为了原来体积的若干多倍。

  当一颗恒星耗尽了供给的燃料之后,根据它在生命期的质量,它的残骸能够是下面三种型态之一。

  假如和太阳的质量差不多,恒星的最终宿命演化成白矮星(white dwarf)。1个太阳质量的恒星,演化成白矮星之后的质量大约是0.6个太阳质量,被紧缩的体积则近似地球的大小。白矮星是十分稳定的天体,白矮星在刚构成时有着十分高的温度。

  假如恒星的质量大于太阳的三倍,当恒星的中心解体时,就会构成爆炸,即时我们所说的超行星迸发(supernova)。压力形成电子捕获,因此使得大多数质子都转变成为中子。本来使原子核坚持别离的力都消逝了(按比例,假如原子核的大小像极小的灰尘,原子将有如一个足球的竞赛场那么大),恒星的中心就成为只要中子的致密球体 (就像是个宏大的原子核)。这种恒星被称为中子星(neutron star),有著极高的密度,所以它们十分的小,大小不会超越一个大城市,直径只要十几公里的数量级。

  假如恒星的残骸有足够大的质量,中子简并压力将缺乏以阻挠恒星继续向物质内部塌缩,当坍塌为一个点,我们称之为奇点(和电视剧欢乐颂无关,哈哈)。这个恒星的残骸就会成为黑洞(Black hole)。由于无限大的质量,集聚为很小一个点。质量就是无量大。这个质量大的物体,重力也无限大,大到连光也无法逃逸,所以我们称之为黑洞。

怎么样,看完之后是不是觉得A-Level物理还是很有意思的对吧!A-Level物理也只是A-Level考试中的一个专业,如果想了解更多A-Level课程可以在线联系我们!


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