《:宇宙新探索》曾耀寰 主编 长春出版社 2013/1/1
内容简介:
当人们提到天文,总是会想到星座、流星、彗星和黑洞,还有人会想到外星人。并不是说,这些不属于天文学的范围,只是天文学涉猎的范围非常广泛。在空间上,从太阳系到一百多亿光年以外的宇宙:在时间上。从一百多亿年前的宇宙大爆炸到现在。在这样的范围内。天文学知识的范围不仅仅是人们观念中那些对象。随着各类科学的快速发展,天文学和其他科学的关联越发密切,如太阳系内的太空科学、星际尘埃与物理、化学密切相关。这使得天文学的知识更丰富、更系统。曾耀寰主编的《宇宙新探索》便是以天文学和其他领域的关联为主轴,介绍天文知识,《宇宙新探索》希望读者能用更宽阔的眼光,欣赏我们的宇宙。
目录:
除了许多星星的运动状况,电脑还可用以研究单一恒星内部的结构。我们经常说的星星,是指类似太阳的恒星,是一种核心进行核融合反应,可以产生大量能量的星体。恒星可以看成一个大氢气球,这个气球如何能维持固定的体态?恒星维持体态的主要因素有二:万有引力和压力。万有引力永远是吸引的作用力,恒星自身的万有引力使得恒星向中心收缩,星体越收缩,体积就越小,密度就越大,结果造成万有引力收缩得越厉害。恒星自身的气体压力主要来自于核融合反应,核心借由核融合反应产生的压力会向外扩张。只要二者达到近乎平衡的状态,恒星就能维持一定的体态,使得恒星能稳定地发光发热。一旦知道恒星稳定的原因,便可以用数学式子描述稳定状态下恒星内部密度、温度等,当中主要的数学式子包括质量守恒、动量守恒定律、气体状态方程式和连接恒星密度分布与万有引力间的关系式。有了恒星自身运作的物理原理,借由电脑的数值计算,可以针对不同质量的恒星进行计算,了解恒星内部的详细状况,这便是电脑发挥强大功能的地方。现处在稳定平衡下的恒星,若考虑更多实际状况,如参考太阳表面的米粒状结构,得知太阳内部存有对流的运动,这时便会让数学式子稍微复杂些。如果再加上核心核融合反应产生能量的速率,以及有限的反应燃料量(也就是核心氢的使用状况),便可以计算出恒星一生的演化过程。星球演化是天文学家利用电脑计算的重要成就,所以我们现在知道,太阳再经过五十亿年后,会变成暴肥的红巨星。根据推算,质量是太阳三十倍的恒星,不仅寿命只有数百万年,其暴肥的结果会出现像元旦烟火秀一样的超新星爆炸。此外,二者最后的遗留产物也不尽相同,太阳会变成白矮星,而大质量恒星可能变成中子星或黑洞。这些过程都能借由电脑一一呈现。宇宙当中不仅只有恒星,还有许多星云和星尘,会和恒星混杂在一起,中性的分子云借由万有引力可以塌缩成恒星,初生的原恒星会借由分子流或喷流吹散四周的云气,之间的相互作用非常复杂,空间中的磁场和恒星所产生的辐射都是影响的重要因素,云气本身属于流体的范畴,掌管流体的流体方程式也是非常复杂,大多数情况都得靠电脑的强大计算能力。P32-34
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