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#恒星生命历程 #恒星诞生 #今日分享 #上热搜 #宇宙星系科普 恒星是怎么“诞生”的?一文看懂宇宙灯塔的起源 抬头仰望星空,那些闪烁的恒星是宇宙中最壮丽的天体之一。但你知道吗?这些“宇宙灯塔”并非与生俱来,它们的诞生藏着复杂的科学奥秘,科学界至今仍在不断探索。 一、关于恒星起源,曾有两种截然不同的猜想 恒星是怎么来的?过去科学家们提出过很多假说,其中最有代表性的是两种对立观点: - “超密说”:来自神秘物质的爆炸 1955年,苏联天文学家阿姆巴楚米扬提出了“超密说”。他认为,恒星是由一种叫“星前物质”的神秘东西爆炸形成的——这种物质密度极大、体积极小,但它的具体性质至今没人能说清。不过,这个观点并没有得到多数科学家的认可。 - “弥漫说”:星际尘埃的“聚沙成塔” 目前更被广泛接受的是“弥漫说”。它认为,恒星的“原材料”是宇宙中低密度的星际物质——也就是漂浮在宇宙中的细小尘埃和稀薄气体。这些物质会在宇宙中聚集,形成像云一样的庞大结构,我们称之为“星云”。 二、星云:恒星的“摇篮”长什么样? 根据观测,星云主要分为两类: - 一类是被周围恒星照亮的“亮星云”,能直接被我们观测到; - 另一类是“暗星云”,它们自身不发光,还会遮挡背后的星光,形成宇宙中的“阴影区”。 其中最有名的暗星云,是猎户座的“马头星云”——它的形状像一匹披散着鬃毛的黑马的头部,因此得名,也是天文学家研究恒星诞生的重要目标。 三、一颗恒星的诞生,要经历两个关键阶段 别看恒星最终能稳定发光,它的“成长”过程漫长又复杂,主要分为“快收缩”和“慢收缩”两个阶段: 1. 快收缩阶段(几十万年) 要形成一颗像太阳这样的恒星,需要一个体积约900亿立方千米的庞大星云团。首先,星云会快速收缩,半径逐渐缩小到原来的1/100,平均密度提升1亿倍,最终形成一个又黑又浓的云团——这就是恒星的“雏形”,我们叫它“星胚”,星胚的中心会形成一个密集的核心。 2. 慢收缩阶段(数千万年) 快收缩结束后,星胚进入“慢收缩阶段”,也叫“原恒星阶段”。这时,星胚的温度会不断升高,当温度高到一定程度,它就会开始“闪烁”,宣告自己的存在,进入恒星的“幼年时期”。不过,这时候的恒星发光还不稳定,周围还裹着一层弥漫的星云物质,甚至会向外界抛射物质。 @抖音创作小助手 @抖音
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为什么三个星星跳舞,连最聪明的数学家也算不清?——聊聊“三体问题”的无解之谜 你看过《三体》小说或者电视剧吗?里面有个非常厉害的游戏叫“三体游戏”,模拟的是一个叫“三体”的星系。这个星系有三颗太阳(恒星),它们互相拉扯,运动轨迹混乱不堪,导致上面的文明苦不堪言。这可不是科幻作家随便编的,它背后是一个困扰了人类最顶尖数学家几百年的超级难题:三体问题。 简单来说,三体问题就是: 如果有三个天体(比如太阳、地球、月亮这种大质量的星球),只受彼此之间的万有引力作用,我们能否找到一个完美的数学公式,精确预测它们未来任何时刻的位置和速度? 听起来好像不难?毕竟我们天天看天气预报,卫星轨道也算得准准的。但科学家们告诉你:对于三个天体,这个“完美公式”根本不存在! 这是数学上严格证明了的。 为什么两个天体就简单,三个就难上天? 两个天体(比如地球和太阳): 这个很简单!科学家牛顿早就搞定了。地球绕着太阳转的轨道,是一个漂亮的椭圆(或者圆、抛物线、双曲线)。我们可以用一个简洁的数学方程,精确算出地球在未来任何一天、甚至几百年后的位置。这就是“二体问题”,有通解(一个通用公式搞定所有情况)。 三个天体(比如太阳、地球、月亮): 麻烦大了!月亮不仅被地球拉着,也被太阳拉着;地球不仅被太阳拉着,也被月亮(虽然力量小点)影响着;太阳也被它俩拉着(虽然几乎不动)。这三个家伙互相拉扯,形成了一个极其复杂的“引力拔河”。 想象一下: 初始条件的“蝴蝶效应”: 三个天体的位置和速度,哪怕只有一丁点、一丁点的不同(比如地球的位置差了头发丝那么远的距离,或者速度慢了亿分之一毫米每秒),经过一段时间后,它们未来的运动轨迹会变得天差地别!就像蝴蝶扇动翅膀可能引起远方的风暴一样。这意味着,你需要知道它们此时此刻的状态无限精确,才能预测未来。但这在现实中是不可能的,任何测量都有误差。 没有“万能钥匙”(通解): 数学家们想破了头,试图找到一个像二体问题那样漂亮的、能描述所有三体运动轨迹的通用公式(通解)。但经过几百年的努力,尤其是19世纪末法国大数学家亨利·庞加莱的杰出工作,最终证明:三体问题不存在这样的通解! 这不是因为人类不够聪明,或者计算机不够快,而是数学本身的性质决定的——这个系统的复杂性超出了“一个公式”能描述的范围。 那科学家们怎么办?难道就放弃了吗?
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