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9-1 物理/太阳系

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天体物理学简要介绍

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(我们)太阳系的简史[1]

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在我们的太阳系中,有一颗恒星,太阳,八颗行星绕其运行,以及一些被称为矮行星的小天体。卫星绕行星运行,因此卫星被认为是天然卫星。我们只是银河系中一个非常非常(非常)小的部分。

我们的太阳是由星云形成的,星云是尘埃和气体云,由于引力吸引而聚集在一起。这是恒星生命周期的开始,当由于引力吸引,恒星中开始发生核聚变反应,这使得恒星能够抵抗自身重力的完全塌缩。随着核聚变反应产生能量,恒星膨胀,但同时也向内塌缩。这创造了一种完美的平衡,使恒星保持着形状。

恒星的生命周期

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一个非常详细的恒星生命周期。

虽然恒星实际上并不“活着”,但它们与宇宙中的大多数天体一样,经历着一系列类似生命的阶段。恒星生命周期的阶段取决于恒星的大小。

所有的恒星都以星云开始,星云是气体和尘埃云,由引力聚集在一起。然后是原恒星,随着温度由于更高密度而升至极高,氢核聚变开始,释放出巨大的能量,将氢转化为氦(因此恒星非常明亮,非常热)。最终,原恒星成为主序星,当膨胀和引力将恒星向内拉的平衡达到平衡时,因此我们的太阳目前是一颗主序星。

接下来会发生什么取决于氢供应开始枯竭。与我们的太阳大小相似的恒星(对于恒星来说相当小)会变成红巨星,而比我们的太阳大得多的恒星会变成超红巨星。现在,更重元素的聚变被用来使恒星继续燃烧(从氦到铁)。同时,恒星的外表面现在变得红色,因为恒星的外表面更冷。

超红巨星最终会变成超新星(宇宙中最亮的恒星),然后要么变成中子星(非常致密),要么变成最大的恒星,变成黑洞。

另一方面,红巨星会变成白矮星,然后变成黑矮星,每次它们发射的能量越来越少。

[恒星生命周期的图示]

恒星中的聚变过程产生所有天然存在的元素。然而,比铁重的元素只能在超新星中产生。当超新星等巨大的恒星爆炸时,元素被散布到整个宇宙。

这显示了一个椭圆轨道,当卫星更靠近行星时,物体的速度会增加,当它远离行星时,它的轨道速度会减慢。

引力提供了使行星和卫星(包括天然卫星(如月球)和人造卫星(如 NASA 建造的卫星))保持其圆形轨道的力。

由于速度是向量(具有大小和方向),因此轨道上卫星的速度一直在变化,而速度,一个标量,保持不变。此外,加速度一直在变化,并且在引力的作用下指向质量物体,而瞬时速度(特定时间点的速度)指向物体当前移动的方向。

对于稳定的轨道,如果速度发生变化,半径必须发生变化(更长的半径会更慢,更短的半径会更快)。

快速问题

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进一步阅读

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  1. 史蒂芬·霍金安息。
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