赣州新闻网

首页 / 探索

第二章:地球的起源

2020-03-24 · 赣州新闻网 · 探索


我们居住的星球是地球,而地球所在的是太阳系,而不同的恒星组成了银河系。有很多星系又组成了星系团,星系团又组成了超星系团。而宇宙中充满了星系团。

这些便是现代科学所观测的宇宙。

而构成这些的主要是气体云也就是尘埃,行星,恒星。

而恒星的不同大小可以分为主序恒星和巨星。而太阳就是一颗主序恒星。

而恒星的开始都是以星云的形态开始,然后收缩形成恒星。

在收缩的过程随着粒子之间的碰撞,引力势能转变成热能。随着压力和温度的提升点燃氢的聚变反应,恒星开始发光发热。随着氢弹的爆炸证明了太阳的能量来源。

而氢聚变成氦的反应随着压力和温度的提升,反应速度会增加。而在合适的压力和温度下聚变反应可能持续上百亿年。如果压力和温度很高这个反应过程会变的短很多。

而恒星体积越大所积累的压力与温度就越高,反应就越剧烈。恒星的寿命也就越短。内部温度就越高,而温度维持着恒星内部的压力,而压力对抗着引力,让恒星保持住体积。所以恒星的体积越大温度就越高。而描绘这些大小不同恒星以及演化过程就是赫罗图,而太阳这种恒星就是宇宙中普遍的恒星。

如果恒星内部参与聚变的氢被消耗殆尽,维持温度的能量来源就会消失。从而失去维持自身的压力,造成恒星的坍缩。如果没有足够的体积和质量,那么就不能聚集足够的温度和压力来点燃氦的聚变,这些失去能量来源的恒星就会逐渐的冷却,变成红矮星,最后成为黑矮星。现在观测似乎所有的矮星还没有足够的时间冷却成为黑矮星。

如果恒星的质量足够大,聚集了可以点燃氦元素聚变的温度和压力,那么聚变将会继续。而氦聚变反应速度受到温度和压力影响很大,所以氦的聚变反应会很快。而氦聚变产生的能量让外层的氢继续核聚变。

当氦聚变结束时恒星又会继续坍缩,如果恒星质量足够大就能点燃后续的元素经行核聚变。然而这个循环只能持续到铁。铁之前的元素在聚变的时候会释放出能量,而铁以后的元素聚变会吸收能量。所以即便恒星的质量足够大,能够点燃铁以及后续的元素的聚变。恒星也会因此失去维持温度的能量来源,从而引起坍缩。

而最奇妙的一刻就在这种超大质量恒星的坍缩开始。

由于超大质量的恒星的质量巨大,所以万有引力造就了内部巨大的压力,超高的温度。而铁元素以及之后的元素吸收能量,导致温度降低。引起坍缩,造成了核心区域的密度急剧升高。而外壳部分还进行着核聚变反应,支撑恒星距离核心稍微远的区域不至于立即塌陷。于是恒星的坍缩是从核心开始逐步向外扩展。最后大塌陷。而核心区域最开始的部分所坍缩成的物质的密度实在太高,即便是永远太阳质量的质量,坍缩以后也自由10公里左右。而这种状态下表面的引力十分强大,所以外层物质在坍缩坠落的过程会在很短的距离上会获很高的速度,在高速撞击到核心以后,物质的动能会转换成内能。如果恒星足够大坠落过程中产生的由引力势能转换成的动能甚至可以超过核聚变的能量。而坍缩过程远远比核聚变要来的迅速,所以短时间内释放出的能量可能比太阳一生释放出的能量都多。所以造成了超新星的爆发,把整个恒星的外壳冲击的支离破碎。

那么超大质量的恒星坍缩时候的核心的引力有多大呢?坍缩过程中能产生多快的速度呢?

我们通过计算可以算出物质密度足够大,半径足够小的时候理论逃逸速度甚至要超过光速。而这种天体我们称之为黑洞。

而物体本身速度如果达到一定程度时间的流逝就会变慢,而变慢的后果会导致受到力场的影响变弱。如果一个物体速度达到一定程度时间变慢的程度为原来的一半,按照这个速度通过一段力场,而按照当前的速度通过时间为1秒,力场强度是让通过物体的速度减少1米每秒。对于外界的观察是该物体在力场中经理了1秒,而对于该物体来讲它感觉经历了0.5秒。所以它的速度降低的是0.5米每秒。所以理论上存在的黑洞并不是只进不出的存在,当物体速度足够快的时候物体就能逃逸出来。

所以大质量超新星的核心区域的理论逃逸速度可以超越光速,那么物体本身受到高速情况下时间变慢的影响以接近光速的速度坠向核心。在如此高的速度下物体本身的动能就成为了此时恒星的能量来源,而过程却又很短。所以最终产生大爆炸,摧毁整个恒星结构。而且摧毁的恒星会像周围扩散开来,而那些落入核心的物质携带的巨大能量,不仅释放出了撕裂恒星的能量,而且还是撕裂了核心的表面,而在强大的引力作用下质子于电子结合成的中子构成的表面在受到这些冲击后被抛离核心表面,短暂的处于失重状态。这些致密的物质在失去引力压制后会把结合时候吸收的能量释放出来,连同被撞击时候的能量一起获得了可以离开核心区域的能量。从而这些中子被抛向宇宙。然而自由的中子并不稳定,很短的时间就会衰败成质子与电子。就这样有一部分的重元素就这样被核心还原成原始的氢元素释放到宇宙当中,为其他的恒星的形成与增长提供了核聚变物质的来源。而这样被释放出去的氢元素在远处形成新的恒星的时候就会有原理原本恒星的的速度,宇宙的扩张速度可能来源于此,宇宙大爆炸应该不是发生在某一刻,而是存在于每时每刻。而留下的核心足够小,密度开始降低的时候,物质撞击的能量足够小能让核心重增加,吸收足够的的质量再次形成新的恒星。

而在这个过程中释放出的能量如此之多,以至于可以支撑铁元素之后的元素继续发生聚变反应,也许还有富余能量炸毁恒星。而铁元素之后的元素越靠后的元素就越不稳定,甚至聚变完成后在极短时间内就会衰变,然后就会释放出聚变时吸收的能量。所以这种聚变不会无限制的发生,到达一定程度后吸收能量和释放能量就能达到一定的平衡。所以最终失去吸收能量的物质,恒星只能接受被撕裂的命运。

而这些恒星的爆发把内部的各种元素释放到太空当中,而这些元素就是组成固态星体的原料。经过长时间的累计,聚集从而形成了像地球这种固态星球。

冷却不出冲击爆炸感觉原本导致作用石城