切换新版>>

DS 5/DS 5LS论坛 >  神奇的量子物理:白矮星与中子星的奥秘

发表于 2016-10-19 10:03    IP属地:未知

查看 29.4W | 回复 22
神奇的量子物理:白矮星与中子星的奥秘
爱卡币+20
共获得爱卡币
乒乓球大小的白矮星物质相当于100吨的重量! 那么,什么力量支撑着白矮星巍然屹立?

[每日热点]:【酷车实拍】家里又添新车了 提哪吒L...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:04    IP属地:未知

爱卡币+20
共获得爱卡币
每当提到量子物理, 人们容易联想到微观粒子世界的奥秘,一条一条的太阳斑斓光谱谱线, 留下量子能级跃迁的印记; 波动与粒子交替表现的二象性世界, 一圈一圈的中子干涉条纹,留下水波一样的涟漪; 捉摸不定的模糊科学哲学领域, 一来一往的波包,它一会儿像粒子, 一会儿像波动。这一切微观世界奥秘令人叹为观止, 也让爱因斯坦一生为之困惑: “难道上帝在玩骰子?”。
量子力学与相对论已经成为二十世纪以来的现代物理学两大支柱, 变幻莫测的微观世界已在科学的掌控之中, 分子生物、纳米材料、计算机芯片、高能宇宙线, 这一切包含在可知的科学知识体系之中。 然而, 每当仰望天空, 似乎量子的宇宙天体总是在人们的视线之外。 其实, 这是对量子概念的过度神秘而形成的成见。 广义地说, 在宏观世界, 牛顿力学是描述万物运动的基本定律; 在微观世界, 量子力学却是万物之本; 在高速与高能的环境,爱因斯坦相对论是理论指针。 那么, 广袤的宇宙, 又是什么力学统治着世界? 难道也存在量子效应主导的天体现象吗? 回答是的, 恒星演化终结残留下的中心天体, 诸如白矮星和中子星,它们就是量子物理控制宇宙的案例。

[每日热点]:【旅行游记】人说山西好风光之黄河篇...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:04    IP属地:未知

爱卡币+20
共获得爱卡币
量子效应导致的力量无处不在, 然而在宏观条件下, 其波动性远远小于粒子特性, 所以量子效应可以忽略不计。 但是在一些特定宇宙环境下, 物质波动性表现大于粒子性质, 电子和中子这些微小粒子甚至支撑着宇宙中随处可见的致密星体, 而致密星体包括白矮星、中子星和黑洞。对于后者, 由于爱因斯坦广义相对论没有成功地进行量子化, 所以至今依然无法预知黑洞内部的物质结构。 虽然每一个粒子的量子波动压力很小, 但是大量的粒子汇聚在一起, 它们就可以形成保持致密星体平衡的支撑力量。 我们剖析一下白矮星和中子星的结构,就知道其“五脏六腑”的量子力学工作原理, 前者是太阳大小的恒星终结产物,而后者是大质量恒星(8个太阳以上)的产物。

[每日热点]:【保养维护】逍客烧机油难题被PNF技术完美解决...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:05    IP属地:未知

爱卡币+20
共获得爱卡币

[每日热点]:【休闲生活】丰宁坝上百里天路草原之巅...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:05    IP属地:未知

爱卡币+20
共获得爱卡币
为了便于理解量子过程在宇宙环境下的展现, 我先从地球最近的恒星--太阳说起。
太阳的质量是地球的33万倍,如此巨大的物质产生的引力场异常强大,人在太阳表面的重量是地面的30倍。 可是, 太阳为什么没有塌缩下去? 每天依然如故的稳定升起落下, 并为我们提供源源不断的光和热量, 这一直持续到50亿年后的命运终结之时。 那么, 人们不禁要问, 是什么力量支撑了太阳的星体结构? 科学家经过研究发现, 太阳内部的温度高达1500万度, 远远高于其表面温度5500度。太阳富含氢元素,通过核反应释放出巨大的能量, 太阳中心的高温导致压力极强, 以此维持太阳的结构平衡, 抵制引力塌缩。

[每日热点]:【旅行游记】禅国囊谦 1000多个佛寺...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:05    IP属地:未知

那么, 50亿年后, 当太阳的氢元素燃烧殆尽, 转化成氦原子,再进一步转化成更重的元素, 耗尽其所有能源,太阳最终坍缩成一颗白矮星, 其质量大约为0.6个太阳质量,而半径只有地球的大小。或者说, 太阳最终几乎收缩到地球的大小范围, 其密度之大难以想象。 举例来说, 乒乓球大小的白矮星物质相当于100吨的重量! 那么,什么力量支撑着白矮星巍然屹立哪?

[每日热点]:【旅行游记】打卡妈屿岛...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:06    IP属地:未知

量子简并压力与白矮星

[每日热点]:【自驾游记】中原游之须弥福寿之庙...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:06    IP属地:未知

白矮星的内部核能源消耗殆尽, 是什么力量支撑白矮星稳定? 首先, 白矮星表面重力约相当于地球表面的30万倍, 在如此巨大的压力之下,原子被压碎,电子将脱离原子核,成自由移动的电子。可以想象, 整个白矮星好比一个大原子, 自由电子气体将地占据每一个能量状态, 这是电子作为费米粒子遵守泡利不相容原理。 我们将这种状态叫做"电子简并态",每个电子互相排斥,它们占据不同能态, 产生巨大排斥压力, 这种电子简并压力与白矮星强大的引力抗衡,支撑白矮星的结构稳定。虽然每个电子贡献的力量微薄, 但是1057个电子是如此巨大的天文数字, 它们一起顶住白矮星的塌缩。

[每日热点]:【自驾游记】神农架-白帝城-三峡-宜昌...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:06    IP属地:未知

但是, 当恒星的质量比太阳大许多, 比如9个太阳质量的恒星, 如果演化出来的白矮星质量大到1.44个太阳质量时, 电子简并压就无法抵挡住白矮星自身的引力收缩, 这时, 白矮星就会坍缩成密度更高的致密星体, 一颗完全由中子构成的星体,称为中子星。 这个最大质量1.44太阳质量是美国天体物理学家钱德拉塞卡发现的, 并以他的名字命名这个质量极限, 他本人因此于1983年获得诺贝尔物理学奖。

[每日热点]:【旅行游记】巴马世界之乡长寿村...

回复本楼 | 评分 | 举报

发表于 2016-10-19 10:07    IP属地:未知

量子简并压力与中子星

[每日热点]:【旅行游记】夏天的乌兰察布...

回复本楼 | 评分 | 举报