原子核天體物理簡(jiǎn)介

肖云奧

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于宇宙空間和天體物理的探究欲望變得更加強(qiáng)烈。研究宇宙空間和天體物理，能夠幫助人們更好的認(rèn)識(shí)自己所處的環(huán)境。本文將對(duì)原子核天體物理進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，原子核天體物理作為一門具有交叉性質(zhì)的學(xué)科，獲得了當(dāng)前很多科學(xué)家的關(guān)注和探究。本文將重點(diǎn)分析太陽(yáng)中微子和恒星演化等。

關(guān)鍵詞：原子核；天體物理；簡(jiǎn)介

一、研究背景分析

原子核天體物理本身是交叉性質(zhì)的學(xué)科，在近代開(kāi)始受到科學(xué)界的矚目。原子核天體物理在科學(xué)界一直備受關(guān)注，眾多科學(xué)家都對(duì)其做了深入的研究。研究原子核天體物理的任務(wù)就是利用原子核的相關(guān)理論和性質(zhì)對(duì)于宇宙空間和天體環(huán)境的變化等進(jìn)行科學(xué)性的解釋。我認(rèn)為，基本粒子和基本粒子的相互作用，成為各種天體及整個(gè)宇宙演化的基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為，從恒星的演化到宇宙的起源，再到宇宙大爆炸后的物質(zhì)作用都與微觀粒子有密切的關(guān)系，所以原子核天體物理研究的角度比較豐富，主要是對(duì)天體演變和演變的原因等進(jìn)行細(xì)致的研究。一直以來(lái)，人類對(duì)于頭頂這片蒼穹充滿了探究和想象，隨著技術(shù)的推進(jìn)，人們對(duì)于宇宙的探究上升到更加專業(yè)的領(lǐng)域。

經(jīng)過(guò)幾十年的研究，原子核天體物理也有了比較深入的成果，原子核天體物理作為一門交叉性質(zhì)的學(xué)科也實(shí)現(xiàn)了大幅度的進(jìn)步。我通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料了解到，當(dāng)前原子核天體物理?yè)碛辛艘槐娧芯砍晒１热绺鶕?jù)宇宙大爆炸推出的宇宙重子的密度，根據(jù)對(duì)于宇宙輻射的研究，加速了標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型的建設(shè)。另外就是宇宙暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，有助于宇宙模型的進(jìn)一步建設(shè)。對(duì)于暗物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，有助于我們了解恒星形成的條件和各個(gè)星系的變化規(guī)律。在太陽(yáng)內(nèi)部核燃燒產(chǎn)生產(chǎn)生的中微子，已經(jīng)引起了不同國(guó)家科學(xué)家的注意。認(rèn)識(shí)太陽(yáng)中微子，能夠?qū)τ谖覀兞私庥钪娲蟊ê吞祗w的變化情況起到輔助作用。其次在原子核天體物理領(lǐng)域，對(duì)于新天體的認(rèn)識(shí)，比如超新星等天體現(xiàn)象的解釋能夠?qū)τ谠雍颂祗w物理有更深一步的認(rèn)識(shí)。另外就是各種觀測(cè)天體的設(shè)備的更新發(fā)展，也為對(duì)宇宙的研究起到一定的輔助作用。

二、大爆炸宇宙學(xué)和宇宙背景輻射

關(guān)于對(duì)大爆炸宇宙學(xué)和宇宙背景輻射的研究。在二十世紀(jì)初的時(shí)候，由美國(guó)天文學(xué)家哈勃通過(guò)光譜分析發(fā)現(xiàn)了銀河系周圍的星系都在逐漸遠(yuǎn)離銀河系的現(xiàn)象。大爆炸宇宙學(xué)就是在此研究上發(fā)展起來(lái)的。宇宙處在一個(gè)不斷膨脹的過(guò)程當(dāng)中，宇宙膨脹的起點(diǎn)就是宇宙大爆炸。在經(jīng)歷了量子漲落之后，宇宙的狀態(tài)發(fā)生了變化，開(kāi)始逐漸變成一個(gè)溫度相對(duì)比較高的環(huán)境。不同粒子之間的作用比較少。之后宇宙因?yàn)椴粩嗟呐蛎?，溫度開(kāi)始逐漸降低，不同粒子之間的作用也開(kāi)始變得復(fù)雜。與此同時(shí)，宇宙當(dāng)中的重子數(shù)超過(guò)了反重子，并且重子與反重子消失，只剩下一少部分的重子作為宇宙普通物質(zhì)的形成基礎(chǔ)。宇宙當(dāng)中其他的主要粒子還包括了光子和中微子及反中微子。在溫度逐漸降低到一定程度的時(shí)候，中子開(kāi)始與質(zhì)子進(jìn)行結(jié)合，形成了原子核。之后等量的正電子和電子一起消失，剩余電子被帶正電的原子核所吸引，并且在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中中和了自身的電荷。當(dāng)溫度下降到某一程度，電子和原子核經(jīng)過(guò)結(jié)合，形成原子。這個(gè)時(shí)候，光子就不再和普通的物質(zhì)形成作用了。這就形成了當(dāng)時(shí)宇宙的基本物質(zhì)，這也是以后我們研究宇宙背景輻射的基礎(chǔ)。著名學(xué)者彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射，所以獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在針對(duì)宇宙背景輻射的研究當(dāng)中提出，宇宙微波背景輻射具有高度的各向同性，并且它的能譜與黑體輻射高度吻合，這就為早期的宇宙所經(jīng)歷的熱平衡狀態(tài)提供了最直接也是最核心的證據(jù)。但是宇宙在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中物質(zhì)分布的不是很均勻，所以宇宙微波背景輻射在不同方向上有比較微小的差異。美國(guó)科學(xué)家約翰·馬瑟和喬治·斯穆特對(duì)宇宙背景輻射能量的不均勻情況進(jìn)行首次測(cè)量，并獲得了2006年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

三、恒星的能源和太陽(yáng)中微子

國(guó)外學(xué)者巴考爾對(duì)于太陽(yáng)中微子的研究在科學(xué)界引起了相當(dāng)高的關(guān)注，巴考爾也一直致力于標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)模型的相關(guān)分析。中微子的產(chǎn)生對(duì)于太陽(yáng)溫度的變化有著比較直接的影響，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)中微子的觀測(cè)和分析，能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)模型的建立有所幫助。巴考爾與其他的研究者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)模型對(duì)于中微子的產(chǎn)生進(jìn)行了細(xì)致的研究，其預(yù)言的精準(zhǔn)度是比較高的。這一研究讓人們更準(zhǔn)確的了解了太陽(yáng)中微子和太陽(yáng)模型。另外中微子在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)的內(nèi)部到達(dá)地球這一過(guò)程當(dāng)中，有可能發(fā)生味態(tài)的轉(zhuǎn)變，再加上大氣中微子的干擾和影響，對(duì)于我們準(zhǔn)確探測(cè)、研究太陽(yáng)中微子加大了難度。

四、恒星的演化及其終點(diǎn)

熱核反應(yīng)本身需要克服原子核之間的庫(kù)侖排斥，也就是說(shuō)燃燒比較重的原子核，就需要比較高的溫度。恒星在燃燒的過(guò)程當(dāng)中，氫燃燒完畢之后，其中心會(huì)受到一定重力作用的強(qiáng)大影響，開(kāi)始不斷的收縮。收縮過(guò)程當(dāng)中，其溫度會(huì)逐漸升高。類似這種收縮的過(guò)程其實(shí)是可以循環(huán)往復(fù)的。因?yàn)闇囟葧?huì)隨著半徑的擴(kuò)大而逐漸減小。恒星在燃燒比較重的核（如氦）的時(shí)候，中心外圍可以燃燒比較輕的核。恒星的演化就是這樣一個(gè)不斷燃燒的過(guò)程。

通過(guò)以上論述可以知道，原子核天體物理方面的研究已經(jīng)有眾多成果。相關(guān)的科研人員通過(guò)觀察、檢測(cè)和計(jì)算、建模等手段對(duì)于原子核天體物理進(jìn)行相關(guān)的研究。但是原子核天體物理作為一個(gè)比較深?yuàn)W的學(xué)科，還有很多未知的領(lǐng)域需要人們不斷探索與發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前原子核天體物理探究的比較基礎(chǔ)的任務(wù)之一就是探索基本粒子的起源。

五、結(jié)語(yǔ)

我認(rèn)為原子核天體物理不僅是當(dāng)前天體物理學(xué)探討的焦點(diǎn)，還將進(jìn)一步加深人類對(duì)于宇宙空間和基本物質(zhì)的認(rèn)識(shí)。當(dāng)前中國(guó)在原子核天體物理方面的研究已經(jīng)越來(lái)越深入，抓住時(shí)機(jī)，培養(yǎng)相關(guān)方面的人才，我們一定會(huì)掌握原子核天體物理的奧秘，在這一領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)光發(fā)熱。作為一名高中生，努力學(xué)習(xí)天文和物理知識(shí)，才能更好的探索宇宙的奧秘，推動(dòng)人類文明的進(jìn)步。

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