白矮星的密度为什么刚好在固体（原子密度）和中子星（原子核密度）之间？它由什么构成？

显示全部楼层 · 2006-5-26 02:05:42

地球上一般物质都由分子结构构成的。而白矮星，则由于恒星承受不了内部的引力，不断的收缩塌陷。直到分子结构完全被破坏，只剩下质子，中子和电子密密麻麻的挤在一起。所以白矮星物质的密度，显然比地球上一般物质的密度要高的多。白矮星，只是一般恒星生命过程中的一部分。此后由于内部引力的继续作用，会继续收缩塌陷。直到，原子核结构完全被破坏，还质子与电子之间也发生反应，变成了中子。这时整个星体将密密麻麻，一个挨一个的全是中子，这时就变成了中子星。所以中子星物质的密度显然要比白矮星要高的多。此后如果再继续塌陷就会变成黑洞。以后太阳的命运或许也是这样的。但那都是很久很久以后的事了。

千问 · 2006-5-26 02:05:42

no why引力大一些就是中子星，小一些就是普通固体。由引力强烈挤压的密度超大的物质构成___lz的回答很多都很有问题，希望日后注意一下

千问 · 2006-5-26 02:05:42

这就像物质的相变，当外界条件一定时，物质分子间的引力与斥力达到平衡，那么这种物质将处在一种稳定地状态，即为一种“相”。例如：水在标准气压下，在0℃～100℃之间处于液态，这就是一种相，在这个范围内，当温度变化时，水分子之间的引力和斥力虽然会发生变化，但是不足以破坏水在液相时分子间力的平衡，因此，水仍然保持液态。当大于100℃和小于0℃时，这种平衡将被破坏而形成新的平衡，即为水的气态相和固态相。在宇观（比宏观更大的范围）世界中，维持物体形态的主要作用力是万有引力，分子间作用力和核力。白矮星也是处在一种稳定地相，这种相就是楼上所说的“简并态”，维持其存在的就是简并电子气体压力与白矮星表面引力的平衡。如果白矮星不断的吸收物质，那么他的表面引力将不断增大，如果超过简并电子气压，它就会进一步坍缩成为“中子星”，即中子态。

千问 · 2006-5-26 02:05:42

白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！也就是说，它的密度在1000万吨/立方米左右。根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万－10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子。白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混和物；而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。白矮星的密度为什么这样大呢？我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。对单星系统而言，由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月，年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。
中子星，主要由简并中子组成的致密星。 1932年发现中子后不久，朗道就提出可能有由中子组成的致密星。1934年巴德和兹成基也分别提出了中子星的概念，而且指出中子星可能产生于超新星爆发。1939年奥本海默和沃尔科夫通过计算建立了第一个中子星的模型。中子星半径的典型值约为10公里。根据对200多颗双星中的白矮星的实测数据推算，其半径接近于行星，质量约为同光度主序星质量的1．5倍（根据简并电子气体理论推算出的无自转白矮星质量上限约为1．44个太阳质量），而密度高达105～107克／厘米3。对连续辐射和氢线线翼的圆偏振观测表明，白矮星的磁场高达105～107高斯，这是与理论推算相符的。白矮星同新星和矮新星有密切的关系：许多新星和矮新星是双星，其中一个子星就是白矮星。这些新星和矮新星有一分钟到数十分钟的光度变化和X射线辐射，这可能同白矮星子星的脉动和物质吸积有关。根据统计资料估算，白矮星的总数约占全天恒星总数的3%，理论推算认为应占10%左右。在许多年老星团如毕星团中也发现了白矮，这与目前的理论预言是相符的。白矮星具有很强的表面引力，因而很早就观测到了谱线的引力红移，从而为验证相对论提供了实测的数据。
黑洞，广义相对论所预言的一种特殊天体。它的基本特征是具有一个封闭的视界。视界就是黑洞的边界。外来的物质和辐射可以进入视界以内，而机界内的任何物质都不能跑到外面。早在1798年，拉普拉斯曾根据牛顿引力理论预言存在一种类似于黑洞的夭体。他的计算结果是，一个直径比太阳大250倍而密度与地球相当的恒星，其引力场足以捕获它所发出的所有光线，而成为暗天体。1939年，奥图默等根据广义相对论证明，一个无压的尘埃球体，在自引力作用下，将能坍缩到它的引力半径的范围以内。引力半径rg=2GM／C2，式中G为万有引力常数，C为光速，M为球体的总质量。当物质球坍缩到半径为rg，这个球体所发射的光线或其他任何粒子，都不能逃到rg球以外，这就形成黑洞。对晚期致密恒星的研究证明，存在一临界质量Mc。当星体质量M>Mc，在引力坍缩后，它不可能有任何稳定的平衡态，而只能形成黑洞。在形成黑洞以前的恒星物质可以有各种不同的属性。但是，一当形成稳定的黑洞以后，几乎所有属性都不再能被观测到。黑洞热力学的一个结论是，黑洞具有一定的温度，其值与黑洞的质量成反比。1974年，霍金证明，如果考虑到黑洞周围空间中的量子涨落，则黑洞的确具有与它的温度相对应的热辐射。计及量子效应后，黑洞不再是完全“黑”的了，它也会发射，甚至出现剧烈的爆发。参考资料：http://www.hongen.com/art/twdg/cyztm/tc0006.htm

已赞过已踩过Mc，在引力坍缩后，它不可能有任何稳定的平衡态，而只能形成黑洞。在形成黑洞以前的恒星物质可以有各种不同的属性。但是，一当形成稳定的黑洞以后，几乎所有属性都不再能被观测到。黑洞热力学的一个结论是，黑洞具有一定的温度，其值与黑洞的质量成反比。1974年，霍金证明，如果考虑到黑洞周围空间中的量子涨落，则黑洞的确具有与它的温度相对应的热辐射。计及量子效应后，黑洞不再是完全“黑”的了，它也会发射，甚至出现剧烈的爆发。

千问 · 2006-5-26 02:05:42

我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。对单星系统而言，由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度冷却着。经过一百亿年的漫长岁月，年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星而永存。而对于多星系统，白矮星的演化过程则有可能被改变。

千问 · 2006-5-26 02:05:42

我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。

千问 · 2006-5-26 02:05:42

＜＜我们爱科学＞＞杂志有由重物质构成