第498章 恒星第二种命运!白矮星质量极限!中子星!轰动全场!
李奇维的恒星演化理论,深深震撼了在场所有人。
利用原子学和量子论的理论,竟然能解决天文学一直以来的未解之谜。
这是物理学对天文学的又一次精彩指导。
就好比当初量子论完美解释元素周期表。
不少天文学大佬心中默默感叹:
“以后的天文学专业学生,恐怕一半时间都要用来学物理了。”
“那种仅凭观测来研究天文学的思想过时了。”
爱丁顿、哈勃、余青松等人,皆以一种无比崇拜的目光看着李奇维。
他们的心中实在太震撼了。
当初牛顿通过一支笔,将天和地统一起来。
天就是太阳,就是恒星。
而现在,布鲁斯教授则用另一支笔,为众人描绘出天的本质。
物理学的魅力再次征服了众人。
此刻,当李奇维说出恒星还有第二种命运后,会场沸腾了。
红巨星、白矮星的概念,已经让人震动不已。
甚至有不少天文学宿老,把白矮星和以前发现的某些天体联系起来了。
“貌似我们已经发现过白矮星了。”
真实历史上,早在1844年,德国天文学家在天狼星时,就发现了它有一颗非常暗淡的伴星。
后来证明,那颗伴星其实就是白矮星。
这种发现未知天体和现象的情况,在天文学领域就再正常不过了。
无论是东西方,古代都有很多对天文现象的记载。
直到后世,天文学的各种理论真正成熟以后,才能对这些现象做出合理的解释。
所以,李奇维是第一个提出“白矮星”的人,但不是第一个发现该星体的。
他只负责给出理论,脏活累活当然都是甩给天文学家去做。
理论物理学家就是要有这样的逼格!
而现在,所有人都想知道,恒星还有什么样的演化结局。
在众人的期待中,李奇维继续说道:
“刚刚说过,恒星在氢元素消耗殆尽,核聚变停止后,就会走向灭亡。”
“它抛射出外层的大量物质,只剩下白矮星这个核心。”
“白矮星之所以能稳定存在,就是因为它自身的引力和电子简并压力平衡了。”
“那么,现在问题来了,如果平衡被打破了呢?”
哗!
众人又是一惊!
他们不明白布鲁斯教授这话是什么意思。
平衡被打破,那不就意味着白矮星会直接崩溃,变成一团尘埃星云。
难道还有其它结局?
很多人百思不得其解。
然而,爱丁顿却灵光一闪。
他突然把所有事情都串起来了。
“是了,一定是质量!”
“布鲁斯教授的恒星演化理论中,一直起到关键作用的就是恒星的引力大小。”
“而恒星的引力只取决于它的质量。”
“同时,这就会和我之前提的大质量恒星不常见产生联系。”
“天啊!”
“我好像理解布鲁斯教授的思考方式了!”
这一刻,任何词语都无法形容爱丁顿心中的震惊。
就好像他在海边捡贝壳,发现前方有个人,抬头一看,竟然是牛顿。
而且两人手中拿的是同一种颜色的贝壳。
与神同行!
在众人的惊讶表情下,李奇维揭开谜底:
“根据我的理论计算,白矮星存在一个质量极限。”
“当它的质量超过1.44倍太阳质量时。”
“强大的引力会超过电子简并压力,把原子都压碎了。”
“此时,白矮星会变成一种全新的天体!”
哗!
全场骇然!
那是一种什么样的可怕天体啊,竟然连组成它的原子都被压碎了。
宇宙中真的存在吗?
众人甚至连原子被压碎的情景都想象不出来。
有人不敢置信,惊呼道:
“布鲁斯教授,如果连原子都不存在了,天体又靠什么组成呢?”
众人纷纷点头,这个问题是大家都想问的。
天文学家已经证明过,地球上的元素和宇宙中的元素是相同的。
所以,地球是由原子组成的,那么其它天体肯定也都是原子组成的。
李奇维微微一笑,继续说道:
“根据质子-中子模型,一个中子发生β衰变时,会变成一个电子和一个质子。”
“同理,在某些情况下,这个过程也会反过来,电子和质子结合在一起,会形成中子。”
“所以,当白矮星超过质量极限,原子被压碎后,此时的电子不再遵循不相容原理。”
“电子全部被强大的引力压入原子核,和质子形成了中子。”
“也就是说,此时的天体是一种纯粹由中子组成的奇异天体!”
“我把它称为【中子星】。”
“根据计算,中子星的密度将远远超越白矮星,达到每立方厘米几亿吨的程度。”
“但是它的直径却只有几十公里,仅相当于地球上的一座城市。”
轰!
中子星一出,全场都安静了!
在场的所有天文学家都被震惊的目瞪口呆。
因为这种可怕的天体,已经超越了目前天文学的认知极限。
在他们所学的知识里,世间万物都是由原子组成的。
哪怕是宇宙中的恒星也不例外。
不管它是大是小,是亮是暗,组成元素肯定不会变的。
但是现在,布鲁斯教授粉碎了这一切。
一种由中子组成的天体?
那是什么样的存在?
会场内突然爆发出一阵激烈的讨论声。
“天啊!中子星这个名字也太霸气了!”
“那么高的密度,用勺子挖一勺,岂不是相当于整个阿尔卑斯山的重量了?”
“实在太吓人了!”
“这种组成结构怎么可能存在呢?”
“我们在地球上从来没有发现过单纯由中子组成的物质。”
“不,你说错了,现在甚至连中子的存在都没有确认呢!”
“这是布鲁斯教授的又一次思维巅峰之理论。”
“他把恒星演化推到了无法想象的地步。”
海耳、戴森等大佬喃喃自语:
“这也太夸张了。”
“真的存在吗?”
中子星理论让他们这样的传统天文大佬感到深深的震撼。
仿佛摧毁了他们的科学三观,把大佬们带入了全新的天体物质世界。
这一刻,众人甚至不知道该用什么心态来面对这场演讲了。
虽然他们很清楚,布鲁斯教授的恒星演化模型,仅仅只是一种纯粹的理论。
但是这种理论包含了原子学、量子论等最前沿的物理学。
这个世界上,除了布鲁斯教授本人,没有任何人可以把天文学和物理学结合的这么深。
所以,在场的大佬们,全都把恒星演化理论当成珍宝看待。
哪怕它是错的,那也充满了不可估量的价值。
更何况,布鲁斯教授可能错吗?
就在众人震惊中子星之余,李奇维的演讲还没有结束。
“现在,我们可以回过头来爱丁顿刚刚提出的问题了。”
“他说根据他的观测和统计,宇宙中很少见到大质量的恒星。”
“这是因为,大质量的恒星本身就是不稳定的。”
“它们很容易变成白矮星或者中子星。”
“当白矮星达到质量极限1.44倍太阳质量时,原来诞生它的恒星的质量,则是太阳质量的8倍。”
“也就是说,宇宙中凡是质量超过太阳8倍的恒星,都有很大几率变成中子星。”
“所以,我们才很难找到这些恒星。”
“只有低质量的恒星才是稳定的。”
此刻,甚至没有多少人关心爱丁顿的问题了。
就连爱丁顿本人也不关心了。
他已经被中子星的模型震撼的呆滞了。
恒星到晚年之后,竟然能变成如此可怕的天体,简直超越了他的想象。
爱丁顿也是研究恒星方向的,但是和布鲁斯教授一对比,他觉得自己都研究到狗肚子身上去了。
“这才是我追求的天文学啊!”
不过!
爱丁顿心中忽然一动。
“布鲁斯教授虽然解释了我的问题,但是他还是没有讨论到最关键的问题。”
“他到底要证明哪个广相预言?”
紧接着,他又轻轻摇头。
此时,哪怕布鲁斯教授接下来的内容和广相预言不相关,众人都觉得可以接受了。
因为仅凭目前的成果,就已经足够震撼他们了。
然而,李奇维可不会满足于此。
在众人的震惊之下,他接着说道:
“刚刚我看到海耳教授、戴森教授等人,好像在摇头。”
“恐怕他们这些大佬是不喜欢我们年轻人的理论啊。”
李奇维适时的幽默话语,让众人会心一笑,心情逐渐平复下来。
“但是,我的中子星理论,可不仅仅是一种猜想。”
“它同样有着自己的演化过程。”
“大家请看屏幕。”
“对于质量超过太阳8倍的恒星而言,他们的引力非常之大。”
“当核心区的氢氦元素都聚变完后,此时核聚变依然没有停止。”
“强大的压力和温度,让碳、氧、硅、硫等元素开始聚变,直到生成铁元素。”
“此时,铁元素不会再发生聚变了,因为它是一种很特殊的元素。”
“铁发生聚变时,不是放出热量,而是吸收热量。”
“所以,要想让铁聚变,需要一种极端的条件。”
“并且和白矮星的演化过程不同。”
“此时的恒星将膨胀的比红巨星还要大很多倍。”
“因此,我把这种状态称为【红超巨星】。”
“红超巨星和红巨星的最大区别是,前者的核心区外层依然在发生着核聚变。”
“虽然红超巨星的核心区已经没有氢元素了,但是其外层还有着大量的氢。”
“这些氢在其巨大的压力下,仍然可以发生核聚变,源源不断被吸引进核心区。”
“所以,此刻红超巨星的核心区,就好像一个洋葱。”
“它的每一层都在发生着核聚变。”
“从外层到核心区,聚变元素的序数越来越大:氢、氦、碳、氧、硅...铁。”
哗!
众人无不惊叹!
中子星的演化过程和白矮星截然不同。
形象点说,就是更大了。
从红巨星到红超巨星,恒星的质量决定了它的命运!
如此一来,爱丁顿刚刚的理论简直变得至关重要了。
因为它可以更方便准确地测算恒星的质量。
众人没想到,布鲁斯教授的理论竟然让爱丁顿也跟着沾光了。
但此刻,爱丁顿脸上没有激动,反而是充满疑惑。
他忍不住问道:
“布鲁斯教授,如果铁元素不能聚变,那岂不是说此时的核心依然是原子状态,而不是中子状态?”
“那又怎么会形成中子星呢?”
众人皆是一惊!
爱丁顿分析的很有道理。
到了这一步,布鲁斯教授的中子星演化理论好像已经矛盾了。
因为铁元素已经终止核聚变了,那还怎么变成中子星呢?
李奇维微微一笑,说道:
“很好。”
“看来爱丁顿很喜欢我的理论,一直能跟上我的思路。”
“但是我看哈勃就在那满脸茫然,估计没有听懂。”
“这就是天天使用望远镜,没有时间静心思考的后果。”
众人又是一笑。
哈勃闻言尴尬地挠了挠头,他听着确实很吃力。
不过,他已经算很好的了。
大部分人都比他更惨。
李奇维的理论模型充满了各种计算和猜想,让这帮天文学家感觉头大。
他们的数学水平比物理学家差了一大截。
所以,面对这种纯理论的东西,只能心有余而力不足。
玩笑过后,李奇维正色,他要回答爱丁顿的疑问。
“没错,此刻的红超巨星并不能直接形成中子星。”
“它还需要最关键的一步。”
“那就是把核心区的原子全部压碎。”
“由于铁元素在常规状态下不能再聚变了,所以核心区会聚集越来越多的铁。”
“铁的质量要远远大于外层的各类元素。”
“核心区庞大数量的铁会产生极强的引力,开始吸引更多外层物质极速坠落,落到核心区。”
“外层物质的动能转变成热能,引力也越大越强。”
“核心区的温度和压力,已经到了一个难以想象的程度,达到了一个极限值。”
“终于,在这种极端条件下,就连铁也开始启动核聚变了。”
忽然,李奇维提高声音,语气激动,让众人跟着一惊。
“而此时,红超巨星将发生一场极其可怕的转变!”
“它是宇宙中最最恐怖的现象!”
轰!
全场骇然!