宇宙有什么 (宇宙有什么星球)

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宇宙有什么

宇宙的诞生我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。

它由众多的星系所组成。

地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。

我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的奇点。

在150亿年到200亿年前,奇点发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。

宇宙原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。

物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。

以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。

大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。

大爆炸后14秒,温度约30亿度。

35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。

温度不断下降,原子不断形成。

宇宙间弥漫着气体云。

他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。

物质现象的总和。

广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。

后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。

2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。

根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。

2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。

地球的形成大约是距今45亿年。

词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。

“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。

“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。

战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。

”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。

后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。

与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。

《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。

在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。

它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。

但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。

此词与universitas有关。

在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。

在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。

universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。

宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。

在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。

公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。

古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。

古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。

公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。

这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。

公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。

这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。

为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。

地心说曾在欧洲流传了1000多年。

1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。

1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。

1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。

在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。

1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。

18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。

18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。

F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。

在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。

18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。

而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。

此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。

近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。

宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。

《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。

在古希腊,也存在着类似的见解。

例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。

太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。

1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。

现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。

1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。

罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。

1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。

这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。

对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。

1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。

1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。

前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。

1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。

这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。

20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。

1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。

从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。

1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。

这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。

宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

层次结构 行星是最基本的天体系统。

太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。

除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。

行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。

太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。

太阳系的大小约120亿千米。

有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。

2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。

银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。

银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。

银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。

现已观测到大约有10亿个。

星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。

平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。

现已发现上万个星系团。

包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。

若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。

超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。

通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。

本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。

目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。

多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。

太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。

太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。

已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。

中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。

红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。

太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达K,而红外星的表面温度只有约600K。

太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。

有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。

有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。

有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。

恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。

也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。

宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。

星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。

宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。

星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。

60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。

许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。

在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。

为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。

运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。

月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。

太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。

银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。

本超星系团也可能在膨胀和自转。

总星系也在膨胀。

现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。

当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。

恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。

星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。

热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。

随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。

1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。

它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。

但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。

还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。

这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。

我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。

因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。

哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。

两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。

随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。

弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。

宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。

但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。

因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。

这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。

如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。

这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。

按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。

现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。

如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。

②认识论和方法论方面。

暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。

这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。

暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。

它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。

时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。

根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。

这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。

正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。

由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。

这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。

人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。

人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。

人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。

但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。

这种观点值得商榷。

现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。

这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。

但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。

这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。

宇宙 宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。

地球是我们的家园; 而地球仅是太阳系的第三颗行星; 而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧; 而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼…… 这一切,组成了我们的宇宙:宇宙,是所有天体共同的家园。

宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。

因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。

现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。

在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。

) 宇宙一经形成,就在不停地运动着。

科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。

宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于二百亿年以前。

在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!最新研究表明,大爆炸孕育于黑洞中,黑洞将所有物质,包括光子在内压到一个点,这时连电子,中子,质子等都已不存在(究竟是什么物质比电子还小呢?当代科技无法解释,暂称为夸克),这时发生了比核聚变更高等级的爆炸,这种爆炸的范围至少波及数十亿光年,又一个新的宇宙纪元就诞生了.题名]:宇宙[英文缩写]:[英文]:universe;cosmos[解释]: 物质现象的总和。

广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。

后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。

词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。

“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。

“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。

战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。

”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。

后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。

与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。

《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。

在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc,在德语中叫kosmos,在法语中叫cosmos。

它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。

但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。

此词与universitas有关。

在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。

在最广泛的意义上,universitas又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。

universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。

宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。

在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。

公元前7世纪,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。

古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。

古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。

最早认识到大地是球形的是古希腊人。

公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。

这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。

公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。

这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。

为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。

地心说曾在欧洲流传了1000多年。

1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。

1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G. 伽利略 则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。

1687年,I. 牛顿 提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。

在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。

1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。

18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。

18世纪中叶,T.赖特、I. 康德 和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。

F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。

在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、

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恒星演化简介

恒星演化是一个关于恒星在其生命期内如何变化的理论。

通过引力的控制,恒星的演化趋势是密度的增大和质量的减小。

它们在质量-密度图上移动,但始终保持在虚线方框内。

在不同演化阶段,恒星中心发生的主要热核反应在图A3中显示出来。

恒星的演化最终以三种冷态的可能为终结:白矮星、中子星和黑洞。

质量小于SM的恒星沿A线移动。

在离开氢转变成氦的主序段后,恒星中心的温度和密度上升,直至氦能够聚合成碳。

碳保持沉寂,最后形成白矮星。

质量更大的恒星沿B线演化,其中心的碳燃烧成为镁,并最终形成中子星。

假设的C轨迹可能表示着质量在25M以上的恒星,经过所有热核燃烧阶段后,最终成为黑洞。

恒星演化论是天文学中的理论,由于单一恒星的演化通常需要数十亿年的时间,人类无法完整观测。

因此,目前的理论仍包含部分推测的假说。

天体物理学家通过观察大量恒星,并用计算机模型来模拟恒星的演变,来判断其在生命期的不同阶段。

扩展资料

恒星演化就是一颗恒星诞生,成长成熟到衰老死亡的过程,恒星演化是是十分缓慢的过程。

天文学家根据对各种各样的恒星的观测和理论研究,弄清楚了恒星的一生是怎样从孕育到诞生,再从成长到成熟,最后到衰老、死亡的整个过程。

恒星演化论,是天文学中,关于恒星在其生命期内演化的理论。

恒星的演化

恒星都是气体星球。

晴朗无月的夜晚,且无光污染的地区,一般人用肉眼大约可以看到6000多颗恒星,借助于望远镜,则可以看到几十万乃至几百万颗以上。

估计银河系中的恒星大约有1500-4000亿颗,我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。

恒星的两个重要的特征就是温度和绝对星等。

大约100年前,丹麦的艾依纳尔·赫茨普龙(Einar Hertzsprung)和美国的享利·诺里斯·罗素(Henry Norris Russell )各自绘制了查找温度和亮度之间是否有关系的图,这张关系图被称为赫罗图,或者H—R图。

在H-R图中,大部分恒星构成了一个在天文学上称作主星序的对角线区域;在主星序中,恒星的绝对星等增加时,其表面温度也随之增加。

90%以上的恒星都属于主星序,太阳也是这些主星序中的一颗。

巨星和超巨星处在H—R图的右侧较高较远的位置上;白矮星的表面温度虽然高,但亮度不大,所以他们只处在该图的中下方。

恒星演化是一个恒星在其生命期内(发光与发热的期间)的连续变化。

生命期则依照星体大小而有所不同。

单一恒星的演化并没有办法完整观察,因为这些过程可能过于缓慢以致于难以察觉。

因此天文学家利用观察许多处于不同生命阶段的恒星,并以计算机模型模拟恒星的演变。

天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关系,建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系,揭示了恒星演化的秘密。

“赫-罗图”中,从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区,我们的太阳也在其中;这一序列被称为主星序,90%以上的恒星都集中于主星序内。

在主星序区之上是巨星和超巨星区;左下为白矮星区。

天文学家经由观测恒星的光谱、光度和在空间中的运动,可以测量恒星的质量、年龄、金属量和许多其他的性质。

恒星的总质量是决定恒星演化和最后命运的主要因素。

其他特征,包括 直径、自转、运动和温度,都可以在演变的历史中进行测量。

描述许多恒星的温度对光度关系的图,也就是赫罗图(HR图),可以测量恒星的年龄和演化的阶段。

恒星并非平均分布在星系之中,多数恒星会彼此受引力影响而形成聚星,如双星、三合星、甚至形成星团等由数万至数百万计的恒星组成的恒星集团。

当两颗双星的轨道非常接近时,其引力作用或会对它们的演化产生重大的影响,例如一颗白矮星从它的伴星获得吸积盘气体成为新星。

在宇宙发展到一定时期,宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。

这样恒星便进入形成阶段。

在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。

当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加,气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为星坯。

如果温度不足以点燃氢核,会形成褐矮星 。

星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的,而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性(即星坯中心的温度要高于外围的温度),因此在热学上,这是一个不平衡的系统,热量将从中心逐渐地向外流出。

这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。

于是星坯必须缓慢的收缩,以其引力位能的降低来升高温度,从而来恢复力学平衡;同时也是以引力位能的降低,来提供星坯辐射所需的能量。

这就是星坯演化的主要物理机制。

下面我们利用经典引力理论大致的讨论这一过程。

考虑密度为ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统,气体热运动能量:ET= RT= T(1) 将气体看成单原子理想气体,μ为摩尔质量,R为气体普适常数为了得到气云球的的引力能Eg,想象经球的质量一点点移到无穷远,将球全部移走场力作的功就等于-Eg。

当球质量为m,半径为r时,从表面移走dm过程中场力做功:dW=- =-G( )1/3m2/3dm(2) 所以:-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3于是:Eg=- (2), 气体云的总能量:E=ET+EG (3)热运动使气体分布均匀,引力使气体集中。

两者共同作用。

当E>0时热运动为主,气云是稳定的,小的扰动不会影响气云平衡;当E<0时,引力为主,小的密度扰动产生对均匀的偏离,密度大处引力增大,使偏离加强而破坏平衡,气体开始塌缩。

由E≤0得到产生收缩的临界半径:(4) 相应的气体云的临界质量为:(5) 原始气云密度小,临界质量很大。

所以很少有恒星单独产生,大部分是一群恒星一起产生成为星团。

球形星团可以包含10^5→10^7个恒星,可以认为是同时产生的。

我们已知:太阳质量:MΘ=2×10^33,半径R=7×10^10,我们带入(2)可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能太阳的总光度L=4×10^33erg.s-1如果这个辐射光度靠引力为能源来维持,那么持续的时间是:11×10^9年很多证明表明,太阳稳定的保持着今天的状态已有5×10^9年了,因此,星坯阶段只能是太阳形成像今天这样的稳定状态之前的一个短暂过渡阶段。

这样提出新问题,星坯引力收缩是如何停止的?此后太阳辐射又是以什么为能源? 主序星阶段在收缩过程中密度增加,我们知道ρ∝r-3,由式(4),rc∝r3/2,所以rc比 r减小的更快,收缩气云的一部分又达到新条件下的临界,小扰动可以造成新的局部塌缩。

如此下去在一定的条件下,大块气云收缩为一个凝聚体成为原恒星,原恒星吸附周围气云后继续收缩,表面温度不变,中心温度不断升高,引起温度、密度和气体成分的各种核反应。

产生热能使气温升的极高,气体压力抵抗引力使原恒星稳定下来成为恒星,恒星的演化是从主序星开始的。

恒星的成份大部分是H和He,当温度达到104K以上,即粒子的平均热动能达1eV以上,氢原子通过热碰撞就充分的电离了(氢的电离能是13.6eV),在温度进一步升高后,等离子气体中氢核与氢核的碰撞就可能引起核反应。

对纯氢的高温气体,最有效的核反应系列是所谓的P-P链:其中主要是2D(p,γ)3He反应。

D(氘,氢的同位素,由一个质子和一个中子组成)含量只有氢的10-4%左右,很快就燃完了(其原理与现代氢弹武器类似)。

如果开始时D比3He(氦3,氦的同位素,由2个质子和1个中子组成)含量多,则反应生成的3H(氚,氢的同位素,由1个质子和2个中子组成,衰变会变成氦3)可能就是恒星早期3He的主要来源,由于对流到达恒星表面的这种3He,有可能还保留着。

Li,Be,B等轻核和D一样结合能很低,含量只是H 的2×10-9K左右,当中心温度超过3×106K就开始燃烧,引起(p,α)和(p,α)反应,很快成为3He和4He。

中心温度达到107K,密度达到 105kg/m3左右时,产生的氢转化为He的41H→4He过程。

这主要是p-p和CNO循环。

同时含有1H和4He是发生p-p链反应,有以下三个分支组成:p-p1(只有1H) p-p2(同时有1H、4He) p-p3或假设1H 和4He的重量比相等。

随温度升高,反应从p-p1逐渐过渡到p-p3,而当T>1.5×107K时,恒星中燃烧H的过程就可过渡到以CNO循环为主了。

当恒星内混杂有重元素C和N时,他们能作为触媒使1H变为4He,这就是CNO循环,CNO循环有两个分支:或总反应率取决于最慢的14N(p,γ)15O、15N的(p,α)和(p,γ)反应分支比约为2500:1。

这个比值几乎与温度无关,所以在2500次CNO循环中有一次是CNO-2。

在p-p链和CNO循环过程中,净效果是H燃烧生成He:在释放出的26.7MeV能量中,大部分消耗给恒星加热和发光,成为恒星的主要来源。

前面我们提到恒星的演化是从主星序开始的,那么什么是主星序呢?等H稳定地燃烧为He时,恒星就成了主序星。

人们发现有百分之八十至九十的恒星都是主序星,他们共同特征是核心区都有氢正在燃烧,他们的光度、半径和表面温度都有所不同,后来证明:主序星的定量上差别主要是质量不同,其次是他们的年龄和化学成份,太阳这段历程约千万年。

观察到的主序星的最小质量大约为0.1M⊙。

模型计算表明,当质量小于0.08M⊙时,星体的收缩将达不到氢的点火温度,从而形不成主序星,这说明对于主序星它有一个质量下限。

观察到的主序星的最大质量大约是几十个太阳质量。

理论上讲,质量太大的恒星辐射很强,内部的能量过程很剧烈,因此结构也越不稳定。

但是理论上没有一个质量的绝对上限。

当对某一星团作统计分析时,人们却发现主序星有一个上限,这说明什么?我们知道,主序星的光度是质量的函数,这函数可分段的用幂式表示:L∝Mν其中υ不是一个常数,它的值大概在3.5到4.5之间。

M大反映主序星中可供燃烧的质量多,而L大反映燃烧的快,因此主序星的寿命可近似用M与L的商标来标志:T∝M-(ν-1)即主序星寿命随质量增大而按幂律减小,如果整个星团已存在的年龄为T,那就可以由T与M的关系式求出一个截止质量MT。

质量大于MT的主序星已结束核心的H燃烧阶段而不是主序星了,这就是观察到由大量同年龄星组成的星团有上限的原因。

我们就讨论观测到的恒星中大部分是主序星的原因,表1根据一25M⊙的恒燃烧阶段点火温度(K) 中心温度(g. cm-3) 持续时间(yr)H 4×107 4 7×106He 2×108 6×102 5×105C 7×108 6×105 5×102Ne 1.5×109 4×106 1O 2×109 1×107 5×10-2Si 3.5×109 1×108 3×10-3燃烧阶段的总寿命7.5×106星演化模型,列出了各种元素的点火温度及燃烧所持续的时间。

从表上看出,原子序数大的核有更高的点火温度,Z大的核不仅难于点火,点火后燃烧也更剧烈,因此燃烧持续的的时间也就更短。

这颗25M⊙的表1 25M⊙恒星演化模型,模型星的燃烧阶段的总寿命为7.5×106年,而其中百分之九十以上的时间是氢燃烧阶段,即主星序阶段。

从统计角度讲,这表明找到一颗处于主星序阶段的恒星几率要大。

这正是观察到的恒星大多数为主序星的基本原因。

主序后的演化由于恒星形成是它的主要成份是氢,而氢的点火温度又比其他元素都低,所以恒星演化的第一阶段总是氢的燃烧阶段,即主序阶段。

在主序阶段,恒星内部维持着稳衡的压力分布和表面温度分布,所以在整个漫长的阶段,它的光度和表面温度都只有很小的变化。

下面我们讨论,当星核区的氢燃烧完毕后,恒星有将怎么进一步演化?恒星在燃烧尽星核区的氢之后,就熄火,这时核心区主要是氦,它是燃烧的产物,外围区的物质主要是未经燃烧的氢,核心熄火后恒星失去了辐射的能源,它便要引力收缩是一个起关键作用的因素。

一个核燃烧阶段的结束,表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度升高,这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度,引力收缩将使恒星内各处的温度全面的升高,主序后的引力收缩首先点着的不是核心区的氦(它的点火温度高的太多),而是核心与外围之间的氢壳,氢壳点火后,核心区处于高温状态,而仍没核能源,它将继续收缩。

这时,由于核心区释放的引力位能和燃烧中的氢所释放的核能,都需要通过外围不燃烧的氢层必须剧烈地膨胀,即让介质辐射变得更透明,来排出多余的热能来维持热平衡。

而氢层膨胀又使恒星的表面温度降低了,所以这是一个光度增加、半径增加、而表面变冷的过程,这个过程是恒星从主星序向红巨星过渡,过程进行到一定程度,氢区中心的温度将达到氦点火的温度,于是又过渡到一个新阶段--氦燃烧阶段。

在恒星中心发生氦点火前,引力收缩以使它的密度达到了103g. cm-3的量级,这时气体的压力对温度的依赖很弱,那么核反应释放的能量将使温度升高,而温度升高反过来又加剧核反应速率,于是一旦点火,很快就会燃烧的十分剧烈,以至于爆炸,这种方式的点火称为“氦闪光”,因此在现象上会看到恒星光度突然上升到很大,后来又降的很低。

另一方面,当引力收缩时它的密度达不到103g. cm-3量级,此时气体的压力正比于温度,点火温度升高导致压力升高,核燃烧区就会有所膨胀,而膨胀导致温度降低,因此燃烧就能稳定的进行,所以这两种点火情况对演化进程的影响是不同的。

恒星在发生“氦闪光”之后又怎么演变呢?闪光使大量能量的释放很可能把恒星外层的氢气都吹走,剩下的是氦的核心区。

氦核心区因膨胀而减小了密度,以后氦就有可能在其中正常的燃烧了。

氦燃烧的产物是碳,在氦熄火后恒星将有一个碳核心区氦外壳,由于剩下的质量太小引力收缩已不能达到碳的点火温度,于是它就结束了以氦燃烧的演化,而走向热死亡。

由于引力塌缩与质量有关,所以质量不同的恒星在演化上是有差别的。

M<0.08M⊙的恒星:氢不能点火,它将没有氦燃烧阶段而直接走向死亡。

0.08<M<0.35M⊙的恒星:氢能点火,氢熄火后,氢核心区将达不到点火温度,从而结束核燃烧阶段。

0.35<M<2.25M⊙的恒星:它的主要特征是氦会点火而出现氦闪光。

2.25<M<4M⊙的恒星:氢熄火后氦能正常地燃烧,但熄火后,碳将达不到点火温度。

这里的反应有:在核反应初期,温度达到108K量级时,CNO循环产生的13C,17O能和4He发生新的(α,n)反应,形成16O和20Ne,在核反应进行了很长时间后,20Ne(p,γ) 21Na(β+,ν) 21Na中的21Na以及14N吸收两个4He形成的22Ne能发生(α,n)反应形成24Mg和25Mg等,这些反应作为能源并不重要,但发出的中子可进一步发生中子核反应。

4<M<8→10M⊙的恒星,这是一个情况不清楚的范围,或许碳不能点火,或许出现碳闪光,或许能正常地燃烧,因为这是最后的中心温度已较高,一些较敏感的因素,如:中微子的能量损失把情况弄得模糊了。

核反应结束后,当中心温度达到109K时,开始发生C,O,Ne 燃烧反应,这主要是C-C反应,O-O反应,以及20Ne的γ,α反应:8→10M⊙<M的恒星:氢、氦、碳、氧、氖、硅都能逐级正常燃烧。

最后在中心形成一个不能在释放能量的核心区,核心区外面是各种能燃烧而未烧尽的氢元素壳层。

核燃烧阶段结束时,整个恒星呈现由内至外分层(Fe,Si,Mg,Ne,O,C,He,H)结构。

我们已经知道,对质量小于8M⊙的恒星,它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段;对于质量更大的恒星,它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段,在这以后,恒星的最终归宿是什么?小质量的恒星(如太阳),起先会膨胀,在这个阶段的恒星我们称之(红、蓝、白)巨星,然后会塌缩,变成白矮星或蓝矮星,辐射、丧失能量,成为红矮星,再成为黑矮星,最终消失。

大质量的恒星,≥7个太阳密度(8M⊙<M)的恒星则会变成(蓝、白、红)超巨星,它会选择以超新星爆发的形式结束生命,最终会成为中子星或黑洞(古代有记载, 由于超新星光量大,一颗超新星爆发,连续几个月都可以在晚上看书),中子星最终丧失能量,形成黑矮星。

而黑洞会向外射粒子,或许会变成白洞,或许会完全蒸发。

一旦停止了核燃烧,恒星必定要发生引力收缩,这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。

因此,如果恒星在一?quot;最终的平衡位形,它必须是一个冷的平衡位形,即它的压力与它的温度无关。

主序星核心H耗尽后,离开主序是阶段开始了它最后的历程。

结局主要取决于质量。

对于质量很小的星体由于质量小,物体内部的自引力并不重要,固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。

当星体质量再大些,直到自引力不可忽略时,这时自引力加大了内部的密度和压力,压力的加大是物质发生压力电离,从而逐渐是固体的电约束瓦解,而过渡为等离子气体。

加大质量,即加大密度,此时压力于温度无关,从而达到一种冷的平衡位形,等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变:这里p是原子核中的质子,这样的反应大致在密度达到108 g. cm-3的时候,它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核,原子核中出现过多的中子,导致核结构松散,当密度超过4×1011g. cm-3是中子开始从原子核中分离出来,成为自由中子,自引力于中子间压力达到平衡。

如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力,而形成黑洞,但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量,例如恒星风,氦闪光,超新星爆发等,它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量,因此,恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的,它实际上取决于演化的进程。

那么我们可以得出这样的结论。

8→10M⊙以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。

8M⊙以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞,也就是说,塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到5倍的恒星,最终成为中子星,塌缩的内核质量在太阳5倍以上的恒星,最终成为黑洞。

观测到的恒星质量范围一般为0.1→60M⊙。

质量小于0.08M⊙的天体不能达到点火温度。

因此,不发光,不能成为恒星。

质量大于60M⊙的天体中心温度过高而不稳定,至今仅发现70个以下。

变星等。

根据实际观测和光谱分析,我们可以了解恒星大气的基本结构。

一般认为在一部分恒星中,最外层有一个类似日冕状的高温低密度星冕。

它常常与星风有关。

有的恒星已在星冕内发现有产生某些发射线的色球层,其内层大气吸收更内层高温气体的连续辐射而形成吸收线。

人们有时把这层大气叫作反变层,而把发射连续谱的高温层叫作光球。

其实,形成恒星光辐射的过程说明,光球这一层相当厚,其中各个分层均有发射和吸收。

光球与反变层不能截然分开。

太阳型恒星的光球内,有一个平均约十分之一半径或更厚的对流层。

在上主星序恒星和下主星序恒星的内部,对流层的位置很不相同。

能量传输在光球层内以辐射为主,在对流层内则以对流为主。

对于光球和对流层,我们常常利用根据实际测得的物理特性和化学组成建立起来的模型进行较详细的研究。

我们可以从流体静力学平衡和热力学平衡的基本假设出发,建立起若干关系式,用以求解星体不同区域的压力、温度、密度、不透明度、产能率和化学组成等。

在恒星的中心,温度可以高达数百万度乃至数亿度,具体情况视恒星的基本参量和演化阶段而定。

在那里,进行着不同的产能反应。

一般认为恒星是由星云凝缩而成,主星序以前的恒星因温度不够高,不能发生热核反应,只能靠引力收缩来产能。

进入主星序之后,中心温度高达700万度以上,开始发生氢聚变成氦的热核反应。

这个过程很长,是恒星生命中最长的阶段。

氢燃烧完毕后,恒星内部收缩,外部膨胀,演变成表面温度低而体积庞大的红巨星,并有可能发生脉动。

那些内部温度上升到近亿度的恒星,开始发生氦碳循环。

在这些演化过程中,恒星的温度和光度按一定规律变化,从而在赫罗图上形成一定的径迹。

最后,一部分恒星发生超新星爆炸,气壳飞走,核心压缩成中子星一类的致密星而趋于“死亡”(见恒星的形成和演化)。

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