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恒星核聚变为何能够逐渐进行而不是瞬间反应完毕?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/05 20:29:50
恒星核聚变为何能够逐渐进行而不是瞬间反应完毕?
核聚变是在巨大的压强和极高的温度下产生的,核聚变一旦开始,又要产生大量的热能进一步提高温度,同时也提高压力,反应速度照理应迅速提升,照此推导,恒星会由内而外迅速加热,短时间内就反应殆尽,然而实际上是什么机制让恒星的核聚变反应逐渐进行的?有的书说是核心膨胀降低压力,但是我认为这种负反馈调节本质上依然存在温度上升的,对于增温加剧反应的正反馈而言作用应该是小得多的,如何理顺逻辑呢?

关键的问题不在于楼主所言,而是上面图片中所示的气体分子热运动速率分布.可以看到,绝大多数气体分子的运动速率在平均附近,只有极少数分子的运动速度可以达到平均速度的几倍以上.然而在恒星内部发射热核聚变的,正是这极小一部分高能气体分子.
相信楼主也知道了答案,恒星聚变可以长时间保持问题,关键点就在于,只有极少数高能量的气体分子(平均运动速度的3-5倍以上,不妨按照波尔兹曼方程计算),才能够发生热核反应.正是如此,大质量的恒星因为温度更高,气体分子热运动向高速方向移动,所以短时间内有更多的分子参与核聚变,从而使得光度增加,寿命下降.
曾经在《飞碟探索》里看到类似的文章,不过与楼主不同的是,这位编辑将此归结于恒星聚变的能量来自于外部.那就是滑天下之大稽了,只能说大学物理都还给老师的人,无知者无畏了.相比之下,楼主的态度,是值得学习和鼓励的.