ALevel物理知識點解析—宇宙學

 

　　今天A加未來小編大家一下來解析一個比較冷門的ALevel物理知識點——宇宙學的相關情況。宇宙大爆炸（the Big Band）作為物質的起源，可以說是物理學誕生的開始。在AQA考試ALevel物理知識點學習中，同樣有涉及宇宙學的相關知識，一起來看看吧！

　　請先看Edexcel和OCR考試局Unit 5的一道題：

　　離我們最近的一顆恒星就是太陽。然而在宇宙中有著成千上萬，數(shù)也數(shù)不清楚的恒星。夜里，當你仰望星空，90%的星星都是類似于太陽，或者比太陽大的恒星，叫做main sequence star。對于這個熾熱的太陽，你有沒想象一下，太陽的過去與未來？

　　我們先說太陽的過去。太陽是怎么形成的呢？在5000 million years ago，太陽形成的初始階段幾乎完全被密集的星云氣體和灰塵所掩蓋。由于重力的原因，星云團的質量向內坍塌，隨著它的溫度和壓力的增加，這些片段會凝結成一個被稱為原恒星（Protostar）的超熱旋轉氣體。

　　繼續(xù)的坍塌會導致核聚變(Fusion)反映的開始。一顆恒星就誕生了。

　　我們的太陽經過了4.5 billion years的核聚變反應，已經進入了‘中壯年’。形成了一顆穩(wěn)定的恒星。那么恒星的未來又在哪里？我們知道恒星的主要物質是氫氣與氦氣。隨著核聚變的反映，最終，恒星會耗盡核心供應的氫燃料，合成高質量的元素，比如鐵，并且離開主序（main sequence）帶進行下一階段的演化。

　　紅巨星（red giant）階段是緊接在離開主序帶之后的階段。因為鐵等其他很高質量的物質，核心會繼續(xù)塌縮，剩余的氫燃料會膨脹。恒星膨脹的外層是對流的，湍流讓接近燃燒區(qū)域的物質上升至恒星的表面，并和表面的物質混和。這顆紅色的耀眼恒星就變?yōu)榱嗽瓉眢w積的若干多倍。

　　當一顆恒星耗盡了供應的燃料之后，依據它在生命期的質量，它的殘骸可以是下面三種型態(tài)之一。

　　一、如果和太陽的質量差不多，恒星的最終宿命演化成白矮星（white dwarf）。1個太陽質量的恒星，演化成白矮星之后的質量大約是0.6個太陽質量，被壓縮的體積則近似地球的大小。白矮星是非常穩(wěn)定的天體，白矮星在剛形成時有著非常高的溫度。

　　二、如果恒星的質量大于太陽的三倍，當恒星的核心崩潰時，就會形成爆炸，即時我們所說的超行星爆發(fā)（supernova）。壓力造成電子捕獲，因而使得大多數(shù)質子都轉變成為中子。原本使原子核保持分離的力都消失了（按比例，如果原子核的大小像極小的灰塵，原子將有如一個足球的競賽場那么大），恒星的核心就成為只有中子的致密球體(就像是個巨大的原子核)。這種恒星被稱為中子星（neutron star），有著極高的密度，所以它們非常的小，大小不會超過一個大城市，直徑只有十幾公里的數(shù)量級。

　　三、如果恒星的殘骸有足夠大的質量，中子簡并壓力將不足以阻擋恒星繼續(xù)向物質內部塌縮，當坍塌為一個點，我們稱之為奇點。這個恒星的殘骸就會成為黑洞（Black hole）。因為無限大的質量，集聚為很小一個點。質量就是無窮大。這個質量大的物體，重力也無限大，大到連光也無法逃逸，所以我們稱之為黑洞。

　　總結來說：

　　以上就是A加小編關于ALevel物理考試中的宇宙學的一部分內容指導和題型解析。Alevel物理知識點較多，并且考察的很深，要求學生有較高的理解，建議如果在學習中有問題的話，最好尋求A加未來國際課程老師的幫助，在老師一對一專業(yè)的指導下更有保障的開展課程學習吧！