超级军网关于恒星工厂的问题
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 10:42:11
我们知道恒星在是星云中形成的。星云又被称为恒星工厂。目前认为太阳主要由氢元素构成。那么问题来了
1. 星云实际上是大量的宇宙尘埃，包含各种元素，怎么会形成一个基本全是氢元素形成的天体？
2. 那些宇宙尘埃很松散，为什么会发生聚变？那些元素还没有地球这么致密，那么地球为什么不发生聚变？聚变是怎么产生的？我们知道恒星在是星云中形成的。星云又被称为恒星工厂。目前认为太阳主要由氢元素构成。那么问题来了
1. 星云实际上是大量的宇宙尘埃，包含各种元素，怎么会形成一个基本全是氢元素形成的天体？
2. 那些宇宙尘埃很松散，为什么会发生聚变？那些元素还没有地球这么致密，那么地球为什么不发生聚变？聚变是怎么产生的？
1. 星云实际上是大量的宇宙尘埃，包含各种元素，怎么会形成一个基本全是氢元素形成的天体？
2. 那些宇宙尘埃很松散，为什么会发生聚变？那些元素还没有地球这么致密，那么地球为什么不发生聚变？聚变是怎么产生的？我们知道恒星在是星云中形成的。星云又被称为恒星工厂。目前认为太阳主要由氢元素构成。那么问题来了
1. 星云实际上是大量的宇宙尘埃，包含各种元素，怎么会形成一个基本全是氢元素形成的天体？
2. 那些宇宙尘埃很松散，为什么会发生聚变？那些元素还没有地球这么致密，那么地球为什么不发生聚变？聚变是怎么产生的？
恒星里当然不是基本只是氢元素。除了人造元素外，什么都有。只不过星云和恒星都是氢元素丰度最大。
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正好比较接近空缺量子态对应的能量，就会为力场捕获。这就是聚变。
地球为什么不发生聚变？或者这么说更合适“地球为什么不能发生产出能量大于发出能量的聚变”。这是因为地球核心最高密度的部分，是原子序数大于等于铁的那些元素占了最大的丰度。铁原子核在所有的原子核中最稳定，根据海森堡不确定性惯性，最稳定的原子核意味着铁原子核内的所有强子，占据了原子核内强相互作用力场的最低能级。因此，铁以前的元素，聚变都能放出能量，铁以后的聚变都要吸收能量。然而就算压力、密度、温度达到聚变的判据，让铁聚变的话，能量哪来呢？
地球为什么不发生聚变？或者这么说更合适“地球为什么不能发生产出能量大于发出能量的聚变”。这是因为地球核心最高密度的部分，是原子序数大于等于铁的那些元素占了最大的丰度。铁原子核在所有的原子核中最稳定，根据海森堡不确定性惯性，最稳定的原子核意味着铁原子核内的所有强子，占据了原子核内强相互作用力场的最低能级。因此，铁以前的元素，聚变都能放出能量，铁以后的聚变都要吸收能量。然而就算压力、密度、温度达到聚变的判据，让铁聚变的话，能量哪来呢？
猎杀m1a2 发表于 2016-6-17 20:14
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正 ...
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正好比较接近空缺量子态对应的能量，就会为力场捕获。这就是聚变。
你说的这个，为什么这个条件在星云中就可以存在，在地球上就不存在空缺量子态？
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正 ...
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正好比较接近空缺量子态对应的能量，就会为力场捕获。这就是聚变。
你说的这个，为什么这个条件在星云中就可以存在，在地球上就不存在空缺量子态？
llbbxx 发表于 2016-6-17 23:18
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
星云形成恒星的初始不是因为聚变，而是引力扰动。使大致平均的星云物质中形成一个密度超出，从而吸引更多的物质聚集起来。由于引力是一种负能量（当物质因为引力而凝聚时会释放能量。可以这么想象：我们需要做功才能把太阳的物质拉得稀薄。那么引力凝聚实际上是这个的反过程），因此这个过程中气体云会变得越来越热，直至引发聚变，而聚变产生的能量会对抗引力带来的恒星进一步压缩，直到平衡态。地球的质量太小，显然达不到聚变的条件
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
星云形成恒星的初始不是因为聚变，而是引力扰动。使大致平均的星云物质中形成一个密度超出，从而吸引更多的物质聚集起来。由于引力是一种负能量（当物质因为引力而凝聚时会释放能量。可以这么想象：我们需要做功才能把太阳的物质拉得稀薄。那么引力凝聚实际上是这个的反过程），因此这个过程中气体云会变得越来越热，直至引发聚变，而聚变产生的能量会对抗引力带来的恒星进一步压缩，直到平衡态。地球的质量太小，显然达不到聚变的条件
llbbxx 发表于 2016-6-17 23:18
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
大爆炸只会制造氢氦两种元素。比例大致3:1.其他元素都是恒星制造的。太阳系不是第一代恒星。形成时就是带有前几代恒星的灰烬，这就是地球上重元素的由来
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
大爆炸只会制造氢氦两种元素。比例大致3:1.其他元素都是恒星制造的。太阳系不是第一代恒星。形成时就是带有前几代恒星的灰烬，这就是地球上重元素的由来
猎杀m1a2 发表于 2016-6-17 20:14
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正 ...
铁质核心并非凭空产生啊
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量正 ...
铁质核心并非凭空产生啊
llbbxx 发表于 2016-6-17 23:18
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
尽管所有原子核里的力场（严谨的说，原子核里决定是两类力决定核子的量子态——强相互作用力，以及比它若百倍的电场斥力），但是有两个作用阻碍了聚变的自发进行（这里只说铁以前的轻元素聚变）：
1、库伦势垒。原子核都带正电，正电的作用范围几乎无限大（注意是在微观尺度而言）而强相互作用力的吸引力场作用尺度。因此原子核之间的正电自然排斥相互接近。不过又由于量子隧道效应，如果原子核的能量足够，还是有一定几率隧穿的。
2、相互接近的原子核的动量不能太小，因为即使隧穿两个原子核相互接触，也有一个作用还要克服——强相互作用力场的性质和电场吸引力相反，两个核子越靠近，反而势能位越高，越远离反而势能位越低，而聚变放出的能量是核子从高势能位跌向低势能位，所以原子核的动量要达到一定程度，才能克服正电的势垒，隧穿到强核力的高势能位，然后核子重新排布，跌入低势能位的核子多余爬上高势能位的，就会方能。
对于这两点，要达到何种的量才能聚变呢？在地球大气的原子数密度之下，氘、氚原子核要达到1000电子伏的能级，并保持约束相当长时间才能有大于等于1的核聚变增益；在太阳中的氕聚变，由于氕自身携带的能量（氕轻了，质量也是能量）小于氘和氚，因此需要更高的温度，但太阳核心的原子数密度极大，在氕丰度这样高的情况下，相对地球上常压下水的比重达到了铅的20倍！可见氕原子之间间距被压缩到了何种密的程度，由于距离减小，对于温度的要求也降低，在太阳核心的压强，原子数密度条件下，只需要150电子伏特的能级，维持约束108年（这是因为氕氕聚变有一系列非常慢的作用），便可以获得增益大于1的聚变反应。
然而，别说地球没有氕氕聚变的条件，哪怕地球内核也差了很远，即使是木星也远远不够。其实，即使是氘氘反应，木星的核的条件也达不到点火条件。
至于为什么太阳能达到聚变条件的过程，参见5楼。
聚变就是强子（质子、中子）的强相互作用力还余有空缺量子态，于是如果有一个强子运动到力场中，而且能量 ...
尽管所有原子核里的力场（严谨的说，原子核里决定是两类力决定核子的量子态——强相互作用力，以及比它若百倍的电场斥力），但是有两个作用阻碍了聚变的自发进行（这里只说铁以前的轻元素聚变）：
1、库伦势垒。原子核都带正电，正电的作用范围几乎无限大（注意是在微观尺度而言）而强相互作用力的吸引力场作用尺度。因此原子核之间的正电自然排斥相互接近。不过又由于量子隧道效应，如果原子核的能量足够，还是有一定几率隧穿的。
2、相互接近的原子核的动量不能太小，因为即使隧穿两个原子核相互接触，也有一个作用还要克服——强相互作用力场的性质和电场吸引力相反，两个核子越靠近，反而势能位越高，越远离反而势能位越低，而聚变放出的能量是核子从高势能位跌向低势能位，所以原子核的动量要达到一定程度，才能克服正电的势垒，隧穿到强核力的高势能位，然后核子重新排布，跌入低势能位的核子多余爬上高势能位的，就会方能。
对于这两点，要达到何种的量才能聚变呢？在地球大气的原子数密度之下，氘、氚原子核要达到1000电子伏的能级，并保持约束相当长时间才能有大于等于1的核聚变增益；在太阳中的氕聚变，由于氕自身携带的能量（氕轻了，质量也是能量）小于氘和氚，因此需要更高的温度，但太阳核心的原子数密度极大，在氕丰度这样高的情况下，相对地球上常压下水的比重达到了铅的20倍！可见氕原子之间间距被压缩到了何种密的程度，由于距离减小，对于温度的要求也降低，在太阳核心的压强，原子数密度条件下，只需要150电子伏特的能级，维持约束108年（这是因为氕氕聚变有一系列非常慢的作用），便可以获得增益大于1的聚变反应。
然而，别说地球没有氕氕聚变的条件，哪怕地球内核也差了很远，即使是木星也远远不够。其实，即使是氘氘反应，木星的核的条件也达不到点火条件。
至于为什么太阳能达到聚变条件的过程，参见5楼。
bjnr 发表于 2016-6-18 00:46
铁质核心并非凭空产生啊
现在主流的模型认为是上一代超大质量恒星爆发产生的。形成地球的过程中，铁镍钍铀等等重元素，绝大部分自然的渗透/循环/下沉到最低势能位置，这个位置就成了地核。由于铀和钍这些具有增殖裂变的现象，所以地核少部分的热量来自于当年的引力收缩，绝大部分来自于增殖堆启动的裂变反应放能。
铁质核心并非凭空产生啊
现在主流的模型认为是上一代超大质量恒星爆发产生的。形成地球的过程中，铁镍钍铀等等重元素，绝大部分自然的渗透/循环/下沉到最低势能位置，这个位置就成了地核。由于铀和钍这些具有增殖裂变的现象，所以地核少部分的热量来自于当年的引力收缩，绝大部分来自于增殖堆启动的裂变反应放能。
猎杀m1a2 发表于 2016-6-18 01:28
现在主流的模型认为是上一代超大质量恒星爆发产生的。形成地球的过程中，铁镍钍铀等等重元素，绝大部分自 ...
类地行星都将必定有铁核嘛·？
现在主流的模型认为是上一代超大质量恒星爆发产生的。形成地球的过程中，铁镍钍铀等等重元素，绝大部分自 ...
类地行星都将必定有铁核嘛·？
bjnr 发表于 2016-6-18 01:35
类地行星都将必定有铁核嘛·？
这不还不能下定论。
目前 的探测，表明地球和火星是有的，这个是有定论的（这也不奇怪，地球和火星形成于同一片原行星盘呢）。
而且根据火星的远古磁场痕迹，以及火星远古海洋（但火星远古海洋消失没有调查出准确的时间点）的痕迹，分析得出火星的核在39亿年以前也是一个炽热的重元素核。不过火星的核是否曾经是一座天然增殖式裂变核反应堆，这个目前还没有定论。
顺带说下远古海洋消失为何与星核冷却有关，因为水与富镁硅酸盐反应速率比较快，火星上的“海”和地球类似，富有大量富镁硅酸盐矿物。地幔中的岩石对流将地壳带动，地壳带着与水反应了的富镁硅酸盐矿物从板块交界沉入地幔。地幔的热量主要来自于星核，如果星核一直放热，吸饱了水的岩石沉入地幔后，吸热自然分解膨胀，推动这个对流一直发生，水跟着上升的流变体岩石又回到地壳中；如果星核放能基本停止，由于地幔还存了大连的热，对流不会马上停止，水还会源源不断的被吸进地幔，但是水进了地幔是要大量吸热的，这一吸热，地幔就冷了，对流慢慢就停止，水不断吸进星球地幔，又回不来，海洋也就逐渐消失了。
这类富镁硅酸盐矿物的俗名叫“蛇纹石”，是一种广泛的装饰用石材，冶炼用的助熔剂，耐火泥用的一类主料。
这就是蛇纹石
我也是最近才知道，这种灰不溜秋随处有的石头，居然是一种玉的重要出产来源，产于其中的玉叫“蛇纹石玉”
题外话，蛇纹石作建筑石材，一般是做成铸石的形式，是比较软的铸石（拿钥匙就能划出痕迹）。硬的铸石板材有些是拿玄武岩铸的，玄武岩一般都才从地幔旅游归来不久，天然放射性难免高，如果非要考虑用石材地砖铺地，建议尽量考虑蛇纹石的，毕竟蛇纹石的从地幔旅游归来的时间一般都比玄武岩久了。不过装修最好别用铸石地砖，这才是一大健康损害物，尤其是卖家买家总体都忽视国家的石材放射性分类标准的情况下，你没法保证买到A类石材。
bjnr 发表于 2016-6-18 01:35
类地行星都将必定有铁核嘛·？
这不还不能下定论。
目前 的探测，表明地球和火星是有的，这个是有定论的（这也不奇怪，地球和火星形成于同一片原行星盘呢）。
而且根据火星的远古磁场痕迹，以及火星远古海洋（但火星远古海洋消失没有调查出准确的时间点）的痕迹，分析得出火星的核在39亿年以前也是一个炽热的重元素核。不过火星的核是否曾经是一座天然增殖式裂变核反应堆，这个目前还没有定论。
顺带说下远古海洋消失为何与星核冷却有关，因为水与富镁硅酸盐反应速率比较快，火星上的“海”和地球类似，富有大量富镁硅酸盐矿物。地幔中的岩石对流将地壳带动，地壳带着与水反应了的富镁硅酸盐矿物从板块交界沉入地幔。地幔的热量主要来自于星核，如果星核一直放热，吸饱了水的岩石沉入地幔后，吸热自然分解膨胀，推动这个对流一直发生，水跟着上升的流变体岩石又回到地壳中；如果星核放能基本停止，由于地幔还存了大连的热，对流不会马上停止，水还会源源不断的被吸进地幔，但是水进了地幔是要大量吸热的，这一吸热，地幔就冷了，对流慢慢就停止，水不断吸进星球地幔，又回不来，海洋也就逐渐消失了。
这类富镁硅酸盐矿物的俗名叫“蛇纹石”，是一种广泛的装饰用石材，冶炼用的助熔剂，耐火泥用的一类主料。
这就是蛇纹石
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我也是最近才知道，这种灰不溜秋随处有的石头，居然是一种玉的重要出产来源，产于其中的玉叫“蛇纹石玉”
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题外话，蛇纹石作建筑石材，一般是做成铸石的形式，是比较软的铸石（拿钥匙就能划出痕迹）。硬的铸石板材有些是拿玄武岩铸的，玄武岩一般都才从地幔旅游归来不久，天然放射性难免高，如果非要考虑用石材地砖铺地，建议尽量考虑蛇纹石的，毕竟蛇纹石的从地幔旅游归来的时间一般都比玄武岩久了。不过装修最好别用铸石地砖，这才是一大健康损害物，尤其是卖家买家总体都忽视国家的石材放射性分类标准的情况下，你没法保证买到A类石材。
太阳系 也就 应该只有 地球金星 火星 是有这个铁质核心可能了
bjnr 发表于 2016-6-18 13:10
太阳系 也就 应该只有 地球金星 火星 是有这个铁质核心可能了
水星也有个大铁核。
太阳系 也就 应该只有 地球金星 火星 是有这个铁质核心可能了
水星也有个大铁核。
科普节目说，大的恒星聚变到铁元素就要大爆炸，并炸出其它的重金属。
我们穿金戴银的代价是炸掉了一颗大大的恒星！
我们穿金戴银的代价是炸掉了一颗大大的恒星！
水星也有个大铁核。
水星就是个大铁核吧？
水星就是个大铁核吧？
引力的魅力！！
未来航空兵 发表于 2016-6-21 17:07
水星就是个大铁核吧？
不是，水星表面也是硅酸盐的。
水星就是个大铁核吧？
不是，水星表面也是硅酸盐的。