不算核聚變,恆星依靠引力收縮時產生的溫度能阻止恆星坍塌嗎?為什麼?

時間 2021-06-08 00:29:57

1樓:Abelian Grape

題目有些不清楚,什麼叫依靠溫度能阻止恆星塌縮?什麼叫不算核聚變??不算核聚變產生的熱嗎???

不知道你的意思是不是說,隨著氣體(星雲)的體積縮小,同時考慮重力勢能的減少,氣體的溫度應該公升高;而這個公升高的溫度與氣體密度所產生的壓力能否抵消自身的重力,達到乙個動態或靜態平衡?

作為天文、物理小白的我先簡單舉乙個特例來說明現實中肯定不能。白矮星與中子星作為恆星(它們同時沒有發生核聚變,挺符合題主的條件),它們的溫度就對它們塌不塌縮影響不大。原因就是,現實中的物質並不是完全符合理想氣體方程的。

在理想氣體中,

可以化成

M就是摩爾質量,一般是常數,R是氣體常數。所以對於理想氣體,壓力實質上可以說是由密度和溫度決定的。溫度越高,壓力越高。

估計這也是題主發問的動機?而一顆恆星能否不塌縮,其實就是看壓力是否能和引力達到平衡。

而在白矮星和中子星上,密度之高使上面的物質達到了簡併態。在簡併態下,物質的壓力完全來自於泡利不相容原理導致的簡併壓,上面那個公式就不對了。而簡併壓的奇特之處在於,它跟溫度沒關係。

在簡併態下,溫度的增加,並不能帶來壓力的增大。只有密度增加,簡併壓才會增加。換句話說,在這種情況下,溫度幾乎沒有貢獻壓力。

所以,如果只考慮恆星的溫度,那肯定不能保證白矮星和中子星的穩定的。

當然題主可能問的更多是比較理想的氣體的情況,即,氣體分子沒有體積blabla那樣的話還得再分情況考慮

考慮熱輻射的理想氣體:不可以,熱量肯定會不斷向外散失。而氣體本身有沒有新的能源,沒有核聚變,沒有簡併壓支撐,最終一定是會用密度的提高來彌補溫度的不斷降低,說白了,就是在坍塌,直到成為奇點(你說這顆恆星在乙個閉合的小宇宙裡的話,當我沒說)

不考慮熱輻射的理想氣體:應該可以(?),但具體的量化計算,限於自己目前數學水平還算不出來(挖坑),只能列幾個方程的亞子...

期待大佬來建模玩 (當然,恆星是被定義為會自己放光的,所以,這還不算恆星,前面的結論沒錯 (手動狗頭))

總的來說,不能。當然這個結論是跟我假設有關的,如果考慮核聚變的熱輻射......那肯定可以吧...

由於答主還是高中生,天文也沒學多少,所以可能有不嚴謹的地方,期望大家指出

恆星中的核聚變反應是如何進行的?

公舉奶爸 一般認為,恆星是在星際物質擴散區域內密度較高的地區形成,這樣的地區分布著所謂的分子雲,是由70 多的氫和20 多的氦,再加上幾個百分點的重元素組成。大麥哲倫雲的乙個恆星形成區 在這樣的分子雲中形成的恆星,主要的組成物質是氫 元素表排名第一的H 那是不用多想的。位於恆星中心的氫,在恆星自身巨...

為什麼恆星可以實現某種意義上的 冷 核聚變?

李世民 恆星核聚變質子的聚變反應只是結果,不是真實的反應方程式。質子發生的核反應據說有一萬多種已知未知的反應,初始反應有正電子繆子等等參與的極低kev溫度下的反應,這種溫度下,唯二容易發生的氘氘氘氦三都不反應而從太陽風裡釋放出來。問題的實質是恆星內部為什麼會有正電子這種反物質存在,現在人類也就能在對...

一顆巨大的原恆星可以不經過核聚變就能直接演化成黑洞嗎?

物理學徒妖妖夢 一般情況下不可能,不過也存在一些極端情形。非常巨大質量的分子雲有可能在形成恆星前,直接坍縮成黑洞,這或許能解釋為什麼宇宙形成初期就出現了超大質量黑洞。先說一般情況 原恆星形成是通過分子雲的坍縮,當氣體壓強無法抵抗引力時,分子雲將發生坍縮,這個條件的定量表述就是質量大於Jeans質量 ...