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李永乐老师, 太阳会死亡吗?红巨星、中子星和黑洞等都是哪来的?李永乐老师讲恒星演化

太阳会死亡吗?红巨星、中子星和黑洞等都是哪来的?李永乐老师讲恒星演化

各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师

前 两次 我们 一直 在 研究 太阳 的 话题

有 小朋友 就 问 我 说 太阳 也 有 寿命 吗 它会 死亡 吗

听说 了 白矮星 中子星 黑洞 跟 太阳 之间 有 什么样 的 联系 吗

今天 我们 就 来 研究 一下 这个 问题

我们 想 讲 一下 恒星 的 演化

恒星 是 如何 形成 的

它 最终 会 变成 什么

这 就 称之为 恒星 的 演化

人们 认为

最初 所有 的 恒星 都 是 由 一种 叫做 星际 云 的 物质 产生 的

什么 叫 星际 云 呢

星际 云 其实 就是 散落 于 宇宙 当中 的 一团 气体 或者 固体

这些 气体 或者 固体 有 氢 可能 还有 氦 这些 物质

那么 这些 个 物质 它 的 质量 分布 非常 非常 大

它 可能 有 100 光年 那么 大

它 的 质量 可能 有 600 万个 太阳 质量 那么 大

600 万倍 的 太阳 质量

它 的 质量 也 非常 大 它 的 这个 面积 也 非常 非常 大

那么 这些 个 物质 由于 万有引力 的 作用 就 会 收缩 就 会 收缩

在 收缩 的 过程 之中 它 就 会 逐渐 的 聚合

于是 它 密度 就 会 增大 压强 也 会 增大

在 引力 的 作用 下 它 就 会 收缩

而且 根据 一些 基本 的 物理 定律 比如 角动量 守恒

它 在 收缩 的 过程 中 可能 会 旋转

而且 在 旋转 过程 中 因为 速度 越来越 大

中心 的 这个 部位 温度 就 会 升高 就 会 升温

那么 温度 一旦 达到 了 某 一个 值 就 有 可能 会 引发 氢 的 聚变

一旦 产生 了 氢 的 聚变 一颗 恒星 就 诞生 了

这个 过程 我们 称之为 原 恒星

原 恒星 它 可以 引发 什么 聚变

一般 就是 氢 元素 它 有 可能 会聚 变成 氦 元素

氢 元素 会聚 变成 氦 元素

那么 这个 过程 中 因为 质量 的 不同 所以 它 分为 好 多种 情况

我们 大概 分 一下

以 太阳 质量 为 标准

这是 0 倍 太阳 质量

这是 0.08 个 太阳 质量

这是 0.5 个 太阳 质量

这是 8 个 太阳 质量 以及 比 8 个 太阳 质量 更大

如果 这个 原 恒星 它 质量 比较 小

那么 实际上 它 是 无法 引发 这个 聚变 的

它 就是 一个 失败 的 产物

我们 称之为 褐矮星 或者 叫 棕 矮星

那么 这种 星球 实际上 并 没有 形成 恒星

就 好像 说生 了 个 孩子 结果 这个 孩子 发育 不 完全

一生 下来 就是 死 的 这 就 叫 棕 矮星

它 是 一颗 失败 的 恒星

那么 假如 说 这个 原 恒星 的 质量 大于 0.08 个 太阳 质量

小于 0.5 个 太阳 质量 那么 这种 恒星 我们 就 称之为 红 矮星

为什么 叫 红 矮星 因为 它 的 质量 比较 小

所以 它发 的 光 看起来 偏红 就 红 矮星

比如说 我们 比较 典型 的 比邻星 就是 红 矮星

这种 星 它 离 我们 最近 所以 叫 比邻星 大概 距离 是 4.2 光年

比邻星 这颗 星 它 虽然 说 发光 亮度 不高 但 它 寿命长

一般来讲 都 是 这样 质量 越小 寿命 越长

它 的 寿命 可以 达到 几百亿 年

但是 太阳 的 寿命 只有 一百亿年

所以 它 比 太阳 这个 寿命 高 很多

如果 质量 再大 一点 超过 了 0.5 个 太阳 质量

但是 不到 8 倍 太阳 质量

它发 的 光 就 偏黄 或者 是 黄白色 我们 称之为 黄 矮星

那么 这个 黄 矮星 太阳 就 属于 其中 的 一类

它 的 寿命 大概 是 100 亿年 左右

如果 质量 再大 一些 比 8 倍 太阳 质量 还要 大

那么 这种 恒星 我们 就 发现 它 是 偏 蓝色 的

所以 我们 管它 叫 蓝色 大 恒星 蓝色 的 一颗 恒星

这个 蓝色 的 恒星 质量 要 大得多 举例来说

人们 发现 有 一颗 这个 蓝色 恒星 给 它 命名 为 手枪 星

大家 知道 为什么 命名 为 手枪 星 吗

因为 我们 刚才 说 过 一句 话 质量 越大 寿命 越短

这个 蓝色 大 恒星 手枪 星 吧

它 的 寿命 大概 只有 1000 万年 左右

1000 万年 比 我们 地球 上 生命 的 周期 还要 短

我们 现在 生命 出现 都 不止 1000 万年 了 对 不 对

所以 人们 说 这种 恒星 的 寿命 就 像 打 手枪 一样 快

所以 就 管 它 叫 手枪 星 就是 这样

因为 质量 不同

所以 它们 在 核心 部位 它 产生 的 这个 聚变 情况 也 不 一样

你 比如说 红 矮星 它 可能 只能 氢聚 变成 氦

但是 你 像 黄 矮星 因为 它 质量 比较 大

它 内部 的 温度 比较 高 达到 了 比如说 上 亿度

这样一来 它 聚 变成 氦 之后 还 可以 进一步 聚变

它 就 可以 聚 变成 碳

可能 还 能 去 变成 氧

蓝色 的 恒星 质量 更大 所以 它 聚变 更 强烈

它 还 可以 继续 往 下 聚变 一直 会 聚变 到 什么 呢

聚变 到 铁

所以 它 的 这个 情况 不太 一样

就 好像 人有 出生 壮年 和 死亡 一样

那么 原 恒星 就是 出生 而 中间 的 这 一排 我们 称之为 主序星

在 主序星 这个 阶段 就 好像 是 一颗 恒星 的 壮年

它 大概 占 了 整个 恒星 寿命 的 90% 的 时间

但是 到 了 晚年 的 时候 它们 又会有 什么样 的 演化

我们 再 拿 人来 打比方

我们 知道 人 的 身体 其实 是 不停 的 产生 癌细胞 的

但是 为什么 人 还 壮年 的 时候 不得 癌症 呢

是因为 癌细胞 一 产生 人们 就 能 杀灭 癌细胞

免疫系统 会 杀灭 它

然后 再 产生 再 杀灭 对 吧

同样 道理 恒星 在 主序星 阶段 为什么 能够 稳定 的 发光 呢

因为 它 的 引力 和 聚变 这 两种 作用 是 相互 平衡 的

但是 到 了 晚年 之后 因为 它 在 不停 地 释放 能量

所以 质量 不停 的 减少 这个 引力 它 提供 的 控制力 越来越 弱

没有 办法 控制 聚变 所以 聚 变得 越来越 强烈

于是 像 太阳 这样 的 恒星 它 在 晚年 的 时候 聚变 太 强烈

脱离 了 引力 的 控制 就 会 膨胀 变成 红巨星

红巨星 什么样 比如说 我们 以 太阳 为例

这个 太阳 它 周围 有 一些 行星

水星 金星 第三个 是 地球 对 吧

地球 在 这个 位置 现在 我们 感觉 地球 是 比较 适于 人类 居住 的

但是 当 太阳 到达 了 红巨星 这个 阶段 的 时候

太阳 半径 会 扩大 100 倍

也 就 会 把 地球 里边 的 这个 部位 全都 填满

地球 就 会 跑 到 太阳 表面 上 这样一来 地球 会 被 烤化

所以 那个 时候 人类 也 没法 活 对 不 对 那 怎么办

小说家 们 就 开始 发挥 想象力 了 比如说 刘慈欣

他 就 说 那个 时候 我们 要 把 地球 拽 跑 就是 流浪 地球 对 吧

还有 人 说 我们 应该 那个 时候 移居 到 火星 上去

这个 时候 火星 正合适 对 不 对 反正 不管 怎么样

当 太阳 晚年 的 时候 地球 确实 是 没法 居住 了

不过 大家 也 不用 担心 太阳 一共 有 100 亿年 的 寿命

现在 太阳 已经 活 了 46 亿年

我们 还有 54 亿年 的 时间 可以 思考 我们 怎么办

就算 我们 移居 到 火星 上 这 其实 也 呆 不了 多久

因为 红巨星 的 时间 不会 很长 经过 一段时间 之后

因为 它 的 质量 不断 的 抛洒 然后 它 体积 越来越 大

所以 内部 的 核心 部位 它 的 密度 会 下降 温度 也 会 下降

于是 聚变 就 会 减弱 经过 一段时间 引力 会 重新 占上风

它 又 会 收缩 所以 膨胀 了 之后 又 会 收缩

这 就是 恒星 最后 的 一个 阶段

当 它 收缩 的 时候 外围 的 这些 物质 就 会 抛洒 到 宇宙 当中 去

这些 玩意 就 会 抛洒 到 宇宙 当中 去

而 这个 核心 部位 会往 里 缩

核心 部位 往里缩 这样一来 就 会 形成 两个 物质

外围 的 就 会 形成 一些 行星 状 的 星云

而 核心 部位 剩下 的 那些 物质 就 叫 白矮星

所以 白矮星 其实 是 跟 太阳 差不多 大 的 天体

它 在 聚变 的 最后 阶段 形成 的 一颗 星

白矮星 密度 非常 大

如果 把 太阳 装 到 一个 跟 地球 一样 大 的 盒子 里边

那么 太阳 的 密度 就 跟 白矮星 差不多 大

所以 咱们 可以 想象 这 白矮星 的 密度 有 多 大 是 吧

非常 非常 大

白矮星 是 靠 电子 的 简并 压来 对抗 引力 的

那么 白矮星 经过 了 很长 很 长时间 之后

它 连 剩 的 那点 能量 也 没 了 就 再也 看不见 了

但 它 质量 又 不够 不能 形成 黑洞

于是 就 会 形成 一个 在 宇宙 中 找不着 的 叫 黑 矮星

但是 这个 阶段 时间 非常 漫长

人们 经过 估算 认为 这个 阶段 可能 需要 几千 亿年

所以 到 目前为止 宇宙 中 其实 还 没有 黑 矮星 白矮星 倒 是 有 不少

但是 因为 质量 有 差别

所以 其它 几种 恒星 演变 的 结果 跟 它 路径 并 不 完全一致

比如说 红 矮星 吧 它会 跨过 红巨星 这个 阶段

直接 就 变成 了 白矮星 直接 就 变成 了 白矮星

而 蓝色 恒星 它 中间 会 经历 一个 叫做 红 超巨星 的 东西

红 超巨星 跟 红巨星 差不多

它 质量 特别 特别 大 体积 也 特别 特别 大 形成 红 超巨星

而且 它 的 聚变 很 厉害 我们 刚才 说 的 是 这样 的 一种 聚变

在 红 超巨星 形成 的 时候

它 最 外围 可能 是 什么 聚变 呢 是 氢 的 聚变

往 里边 一层 温度 再 高 一点 就 变成 了 氦 的 聚变

再 往 里边 一层 可能 就是 碳 的 聚变

再 往 里边 一层 可能 就是 氧 的 聚变

一直 往 里 最 核心 的 部位 是 什么 呢 是 铁

因为 铁 这种 物质 它 是 聚变 的 最终 产物

你 到 铁 这 是 一直 放能 的 如果 你 要 铁 再 往 上 聚 就 吸能 了

所以 它 最终 就 会聚 变成 铁

聚变 了 一段时间 之后 引力 重新 占上风 开始 收缩

于是 它会 把 其它 的 物质 向外 喷发

但是 这个 喷发 过程 比 刚才 咱们 所说 的 红巨星 放出 星云 要 厉害 的 多

它会 形成 所谓 的 超新星 爆发

Supernova 超新星

超新星 就 好像 说 我们 平时 看不到 它

但 它 一 爆发 我们 就 看见 它 了

所以 人们 就 管 它 叫 新星

因为 它 特别 特别 亮 就 叫 超新星

在 公元 1054 年 的 时候

我们 宋朝 天文学家 记录 了 一次 超新星 爆发

那个 超新星 爆发 其实 现在 我们 知道 了 就是 蟹 状 星云

就是 蟹 状 星云

蟹 状 星云 就是 由于 超新星 爆发 之后 剩下 的 一大堆 残骸 构成 的

那么 它 中间 的 核心 会 收缩 会 形成 什么 呢

会 形成 一种 比 白矮星 密度 更大 的 天体 叫 中子星

我们 之前 说 过 白矮星 它 对抗 引力 其实 靠 的 是 电子 简并 压

电子 简并 压 就是 电子 满足 泡利 不相容 原理

它 不能 处于 同一个 状态

所以 这种 对抗 的 压力 可以 对抗 引力

但是 到 了 红巨星 这 因为 它 的 引力 实在 太强大 了

就 连 电子 简并 压 都 屈服 了 于是 怎么办

于是 电子 就 会 钻 到 质子 里面 去

电子 钻 到 质子 里面 去 之后 变成 了 中子

于是 会 形成 一个 由 中子 构成 的 这个 星球

这个 星球 的 密度 比 白矮星 还要 大

如果 我们 把 太阳 装 到 一个 城市 那么 大 的 空间 里面

它 就 会 变成 一颗 中子星 它 的 密度 是 非常 非常 大 的

如果 这个 蓝色 恒星 质量 再大 一些

那么 就 会 形成 一个 更加 神奇 的 天体 就 称之为 黑洞

所以 到 了 白矮星 中子星 黑洞 这

那么 这个 恒星 的 寿命 就 结束 了 也 就 相当于 人 就 死亡 了

那么 也许 有人 就 说 了 说 你 看 这个 最后 一个 恒星 就 死亡 了

那新 的 恒星 如何 形成 呢

你 看 一下 在 这个 过程 之中 其实 是 有 星云

也 就是 一些 星际 物质 放 出来

而 红 超巨星 这个 形成 的 时候 会 形成 超新星 喷发

超新星 喷发 会 形成 很多很多 种元素

包括 一些 原子 序号 在 Fe 之后 的 元素

因为 超新星 喷发 时 它们 会 彼此 碰撞

有 可能 会 使得 一些 吸能 的 反应 也 能够 发生

就 会 形成 很多很多 的 元素

那么 这些 个 元素 会 怎么样

会 重新 回到 宇宙 中 再 回到 这个 星云 这个 物质 上

重新 慢慢 聚合 形成 一颗 新 的 恒星

我们 认为 太阳 其实 就是 在 某 一次 超新星 爆发 的 时候

所 产生 的 星际 云 这个 星际 云 逐渐 引发 了 这么 一套 反应

于是 就 形成 了 太阳

我们 现在 正好 处于 主序星 这个 阶段

于是 也 产生 了 人类 和 生命

那么 之后 总有一天 太阳 变成 红巨星 白矮星 然后 变成 黑 矮星

那么 这个 太阳 结束 了

不过 那个 时候 又会有 新 的 这个 恒星 形成

我们 又 可以 找到 一个 新 的 家园 了

所以 最终 恒星 的 宿命 就是 变成 黑 矮星 中子星 或者 是 黑洞

其实 宇宙 是 非常 非常 奇妙 的

人们 对于 宇宙 其实 所 知道 的 还 很少

但是 很多 科幻小说 家 都 喜欢 用 宇宙 这个 题材

比如 咱们 看 那个 电影 里面 演 的 有 一个 叫 雷神之锤

这个 雷神之锤 只有 雷神 能够 拿得动 其他人 都 拿 不动

你 知道 为什么 吗

因为 他 说 雷神之锤 是 用 一颗 垂死 之星 的 核心 造成 的

什么 是 垂死 之星 现在 你 明白 了 吧

垂死 之星 其实 就是 白矮星 或者 是 中子星

那么 白矮星 和 中子星 密度 都 非常 大

所以 不管 你 用 白矮星 的 核心 做 还是 用 中子星 的 核心 做

这个 锤子 都 非常 非常 重 所以 他 就 提不起来 对 不 对

所以 这种 科幻小说 它 是 有 一定 的 物理学 的 道理 的

最近 我 也 写 了 一 本书

不过 是 科普 的 书 叫做 《 十分钟 智商 运动 》

现在 在 各大 电商 都 可以 买 到

也 希望 大家 能够 多多 支持

大家 如果 喜欢 我 的 视频

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太阳会死亡吗?红巨星、中子星和黑洞等都是哪来的?李永乐老师讲恒星演化 Will the sun die? Where do red giants, neutron stars and black holes come from? Teacher Li Yongle talks about the evolution of stars

各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师 Hello, everyone, I am Li Yongle.

前 两次 我们 一直 在 研究 太阳 的 话题 The first two times we have been studying the topic of the sun.

有 小朋友 就 问 我 说 太阳 也 有 寿命 吗 它会 死亡 吗 Some children asked me if the sun also has a long life. Will it die?

听说 了 白矮星 中子星 黑洞 跟 太阳 之间 有 什么样 的 联系 吗 I heard about the connection between the black dwarf neutron star black hole and the sun.

今天 我们 就 来 研究 一下 这个 问题 Today we will study this problem.

我们 想 讲 一下 恒星 的 演化 We want to talk about the evolution of stars.

恒星 是 如何 形成 的 How stars are formed

它 最终 会 变成 什么 What will it eventually become?

这 就 称之为 恒星 的 演化 This is called the evolution of stars.

人们 认为 people think that

最初 所有 的 恒星 都 是 由 一种 叫做 星际 云 的 物质 产生 的 Initially all stars are produced by a substance called the interstellar cloud.

什么 叫 星际 云 呢 What is the interstellar cloud?

星际 云 其实 就是 散落 于 宇宙 当中 的 一团 气体 或者 固体 The interstellar cloud is actually a mass of gas or solid scattered in the universe.

这些 气体 或者 固体 有 氢 可能 还有 氦 这些 物质 These gases or solids may have hydrogen and may also have these substances

那么 这些 个 物质 它 的 质量 分布 非常 非常 大 Then these substances have a very large mass distribution.

它 可能 有 100 光年 那么 大 It may be as big as 100 light years

它 的 质量 可能 有 600 万个 太阳 质量 那么 大 Its quality may be as large as 6 million solar masses.

600 万倍 的 太阳 质量 6 million times the sun quality

它 的 质量 也 非常 大 它 的 这个 面积 也 非常 非常 大 Its quality is also very large, and its area is very very large.

那么 这些 个 物质 由于 万有引力 的 作用 就 会 收缩 就 会 收缩 Then these substances will shrink due to the gravitational effect.

在 收缩 的 过程 之中 它 就 会 逐渐 的 聚合 In the process of shrinking, it will gradually aggregate

于是 它 密度 就 会 增大 压强 也 会 增大 Then its density will increase and the pressure will increase.

在 引力 的 作用 下 它 就 会 收缩 It will shrink under the influence of gravity

而且 根据 一些 基本 的 物理 定律 比如 角动量 守恒 And according to some basic physical laws such as angular momentum conservation

它 在 收缩 的 过程 中 可能 会 旋转 It may rotate during the contraction process

而且 在 旋转 过程 中 因为 速度 越来越 大 And because the speed is getting bigger during the rotation

中心 的 这个 部位 温度 就 会 升高 就 会 升温 The temperature in this part of the center will rise and it will heat up.

那么 温度 一旦 达到 了 某 一个 值 就 有 可能 会 引发 氢 的 聚变 Then once the temperature reaches a certain value, it may cause hydrogen fusion.

一旦 产生 了 氢 的 聚变 一颗 恒星 就 诞生 了 Once a hydrogen is produced, a star is born.

这个 过程 我们 称之为 原 恒星 We call this the original star

原 恒星 它 可以 引发 什么 聚变 What kind of fusion can the original star cause?

一般 就是 氢 元素 它 有 可能 会聚 变成 氦 元素 Generally it is hydrogen, it may condense into a bismuth element.

氢 元素 会聚 变成 氦 元素 Hydrogen condensed into strontium

那么 这个 过程 中 因为 质量 的 不同 所以 它 分为 好 多种 情况 Then in this process, it is divided into many situations because of the difference in quality.

我们 大概 分 一下 We will probably divide it

以 太阳 质量 为 标准 Based on solar quality

这是 0 倍 太阳 质量 This is 0 times the sun quality

这是 0.08 个 太阳 质量 This is 0.08 solar mass

这是 0.5 个 太阳 质量 This is 0.5 solar mass

这是 8 个 太阳 质量 以及 比 8 个 太阳 质量 更大 This is 8 solar masses and is more massive than 8 suns

如果 这个 原 恒星 它 质量 比较 小 If this original star is of relatively small mass

那么 实际上 它 是 无法 引发 这个 聚变 的 So in fact it is impossible to trigger this fusion

它 就是 一个 失败 的 产物 It is a product of failure

我们 称之为 褐矮星 或者 叫 棕 矮星 We call it brown dwarf or brown dwarf

那么 这种 星球 实际上 并 没有 形成 恒星 Then this planet does not actually form a star.

就 好像 说生 了 个 孩子 结果 这个 孩子 发育 不 完全 It's like saying that having a child results in a child's incomplete development.

一生 下来 就是 死 的 这 就 叫 棕 矮星 This is called a brown dwarf.

它 是 一颗 失败 的 恒星 It is a failed star

那么 假如 说 这个 原 恒星 的 质量 大于 0.08 个 太阳 质量 So if the mass of this protostar is greater than 0.08 solar mass

小于 0.5 个 太阳 质量 那么 这种 恒星 我们 就 称之为 红 矮星 Less than 0.5 solar mass, then this star is called the red dwarf.

为什么 叫 红 矮星 因为 它 的 质量 比较 小 Why is it called red dwarf because its quality is relatively small?

所以 它发 的 光 看起来 偏红 就 红 矮星 So the light it emits looks reddish and the red dwarf

比如说 我们 比较 典型 的 比邻星 就是 红 矮星 For example, our typical neighboring star is the red dwarf star.

这种 星 它 离 我们 最近 所以 叫 比邻星 大概 距离 是 4.2 光年 This kind of star is closest to us, so the distance from the neighboring star is about 4.2 light years.

比邻星 这颗 星 它 虽然 说 发光 亮度 不高 但 它 寿命长 Neighboring star, although it says that the brightness is not high, it has a long life.

一般来讲 都 是 这样 质量 越小 寿命 越长 Generally speaking, the smaller the quality, the longer the life.

它 的 寿命 可以 达到 几百亿 年 Its life span can reach tens of billions of years

但是 太阳 的 寿命 只有 一百亿年 But the life of the sun is only 10 billion years.

所以 它 比 太阳 这个 寿命 高 很多 So it is much longer than the sun.

如果 质量 再大 一点 超过 了 0.5 个 太阳 质量 If the quality is a little bigger than 0.5 solar mass

但是 不到 8 倍 太阳 质量 But less than 8 times the sun quality

它发 的 光 就 偏黄 或者 是 黄白色 我们 称之为 黄 矮星 The light it emits is yellowish or yellowish white. We call it the yellow dwarf.

那么 这个 黄 矮星 太阳 就 属于 其中 的 一类 Then this yellow dwarf sun belongs to one of them.

它 的 寿命 大概 是 100 亿年 左右 Its life expectancy is about 10 billion years

如果 质量 再大 一些 比 8 倍 太阳 质量 还要 大 If the quality is bigger, it is bigger than 8 times the mass of the sun.

那么 这种 恒星 我们 就 发现 它 是 偏 蓝色 的 Then this star we found it is blue

所以 我们 管它 叫 蓝色 大 恒星 蓝色 的 一颗 恒星 So we call it a star of blue big star blue

这个 蓝色 的 恒星 质量 要 大得多 举例来说 The quality of this blue star is much larger, for example

人们 发现 有 一颗 这个 蓝色 恒星 给 它 命名 为 手枪 星 People found that this blue star named it a pistol star.

大家 知道 为什么 命名 为 手枪 星 吗 Do you know why it is named as a pistol star?

因为 我们 刚才 说 过 一句 话 质量 越大 寿命 越短 Because we just said that the quality of the sentence is shorter and the life is shorter.

这个 蓝色 大 恒星 手枪 星 吧 This blue big star pistol star

它 的 寿命 大概 只有 1000 万年 左右 Its life expectancy is only about 10 million years

1000 万年 比 我们 地球 上 生命 的 周期 还要 短 10 million years is shorter than the cycle of life on our planet

我们 现在 生命 出现 都 不止 1000 万年 了 对 不 对 We have more than 10 million years of life now, right?

所以 人们 说 这种 恒星 的 寿命 就 像 打 手枪 一样 快 So people say that the life of this star is as fast as a pistol.

所以 就 管 它 叫 手枪 星 就是 这样 So just call it a pistol star.

因为 质量 不同 Because the quality is different

所以 它们 在 核心 部位 它 产生 的 这个 聚变 情况 也 不 一样 So they have different fusions at the core.

你 比如说 红 矮星 它 可能 只能 氢聚 变成 氦 For example, you can only red hydrogen into a red dwarf star.

但是 你 像 黄 矮星 因为 它 质量 比较 大 But you are like a yellow dwarf because it is of higher quality.

它 内部 的 温度 比较 高 达到 了 比如说 上 亿度 Its internal temperature is relatively high, for example, hundreds of millions of degrees

这样一来 它 聚 变成 氦 之后 还 可以 进一步 聚变 In this way, it can be further transformed after it becomes a sputum.

它 就 可以 聚 变成 碳 It can be aggregated into carbon

可能 还 能 去 变成 氧 May still go to become oxygen

蓝色 的 恒星 质量 更大 所以 它 聚变 更 强烈 The blue star is of greater mass so it has a strong change

它 还 可以 继续 往 下 聚变 一直 会 聚变 到 什么 呢 It can continue to merge into what it will be.

聚变 到 铁 Fusion to iron

所以 它 的 这个 情况 不太 一样 So it's not the same situation.

就 好像 人有 出生 壮年 和 死亡 一样 It's like people are born and died like death.

那么 原 恒星 就是 出生 而 中间 的 这 一排 我们 称之为 主序星 Then the original star is born and the middle row is called the main sequence star.

在 主序星 这个 阶段 就 好像 是 一颗 恒星 的 壮年 At this stage of the main sequence star, it seems to be a strong year of a star.

它 大概 占 了 整个 恒星 寿命 的 90% 的 时间 It probably accounts for 90% of the life of the entire star

但是 到 了 晚年 的 时候 它们 又会有 什么样 的 演化 But what kind of evolution will they have in their later years?

我们 再 拿 人来 打比方 Let's take someone to compare

我们 知道 人 的 身体 其实 是 不停 的 产生 癌细胞 的 We know that the human body is actually producing cancer cells.

但是 为什么 人 还 壮年 的 时候 不得 癌症 呢 But why can't people have cancer when they are still young?

是因为 癌细胞 一 产生 人们 就 能 杀灭 癌细胞 Because cancer cells kill people when they are produced.

免疫系统 会 杀灭 它 The immune system will kill it

然后 再 产生 再 杀灭 对 吧 Then produce it and kill it again.

同样 道理 恒星 在 主序星 阶段 为什么 能够 稳定 的 发光 呢 In the same way, why does the star shine stably in the main sequence?

因为 它 的 引力 和 聚变 这 两种 作用 是 相互 平衡 的 Because its gravitational and fusion effects are balanced

但是 到 了 晚年 之后 因为 它 在 不停 地 释放 能量 But after the old age, because it is constantly releasing energy

所以 质量 不停 的 减少 这个 引力 它 提供 的 控制力 越来越 弱 So the quality of the gravitational force is constantly decreasing, and the control it provides is getting weaker.

没有 办法 控制 聚变 所以 聚 变得 越来越 强烈 There is no way to control the fusion, so the gathering becomes more and more intense

于是 像 太阳 这样 的 恒星 它 在 晚年 的 时候 聚变 太 强烈 So a star like the sun is too intense in the later years.

脱离 了 引力 的 控制 就 会 膨胀 变成 红巨星 The control that is out of gravity will expand into a red giant

红巨星 什么样 比如说 我们 以 太阳 为例 What is the red giant like? Let's take the sun as an example.

这个 太阳 它 周围 有 一些 行星 This sun has some planets around it

水星 金星 第三个 是 地球 对 吧 The third star of Mercury Venus is the Earth.

地球 在 这个 位置 现在 我们 感觉 地球 是 比较 适于 人类 居住 的 Earth in this position, now we feel that the earth is more suitable for human habitation.

但是 当 太阳 到达 了 红巨星 这个 阶段 的 时候 But when the sun reaches the stage of the red giant

太阳 半径 会 扩大 100 倍 The radius of the sun will expand 100 times

也 就 会 把 地球 里边 的 这个 部位 全都 填满 It will also fill this part of the earth.

地球 就 会 跑 到 太阳 表面 上 这样一来 地球 会 被 烤化 The earth will run on the surface of the sun so that the earth will be roasted.

所以 那个 时候 人类 也 没法 活 对 不 对 那 怎么办 So at that time, humans couldn't live right, what should I do?

小说家 们 就 开始 发挥 想象力 了 比如说 刘慈欣 The novelists began to use their imaginations, such as Liu Cixin.

他 就 说 那个 时候 我们 要 把 地球 拽 跑 就是 流浪 地球 对 吧 He said that at that time, we had to run the earth and wander the earth.

还有 人 说 我们 应该 那个 时候 移居 到 火星 上去 Others said that we should move to Mars at that time.

这个 时候 火星 正合适 对 不 对 反正 不管 怎么样 At this time, Mars is just right, no matter what, anyway.

当 太阳 晚年 的 时候 地球 确实 是 没法 居住 了 When the sun is old, the earth is really incapable of living.

不过 大家 也 不用 担心 太阳 一共 有 100 亿年 的 寿命 But everyone doesn't have to worry about the sun's total life of 10 billion years.

现在 太阳 已经 活 了 46 亿年 The sun is now 4.6 billion years old.

我们 还有 54 亿年 的 时间 可以 思考 我们 怎么办 We still have 5.4 billion years to think about what we do.

就算 我们 移居 到 火星 上 这 其实 也 呆 不了 多久 Even if we move to Mars, it doesn't last long.

因为 红巨星 的 时间 不会 很长 经过 一段时间 之后 Because the time of the red giant star will not be long after a while

因为 它 的 质量 不断 的 抛洒 然后 它 体积 越来越 大 Because its quality is constantly thrown and then it is getting bigger and bigger

所以 内部 的 核心 部位 它 的 密度 会 下降 温度 也 会 下降 So the density of the inner core will drop and the temperature will drop.

于是 聚变 就 会 减弱 经过 一段时间 引力 会 重新 占上风 Then the fusion will weaken after a period of gravity will regain the upper hand.

它 又 会 收缩 所以 膨胀 了 之后 又 会 收缩 It will shrink again, so it will shrink after it expands.

这 就是 恒星 最后 的 一个 阶段 This is the last stage of the star

当 它 收缩 的 时候 外围 的 这些 物质 就 会 抛洒 到 宇宙 当中 去 When it shrinks, these peripheral substances will be thrown into the universe.

这些 玩意 就 会 抛洒 到 宇宙 当中 去 These things will be thrown into the universe.

而 这个 核心 部位 会往 里 缩 And this core part will shrink

核心 部位 往里缩 这样一来 就 会 形成 两个 物质 The core part is shrunk in this way, and two substances are formed.

外围 的 就 会 形成 一些 行星 状 的 星云 Some planetary nebulae will form on the periphery.

而 核心 部位 剩下 的 那些 物质 就 叫 白矮星 The remaining material in the core is called the white dwarf.

所以 白矮星 其实 是 跟 太阳 差不多 大 的 天体 So the white dwarf is actually a celestial body that is about the size of the sun.

它 在 聚变 的 最后 阶段 形成 的 一颗 星 a star formed in the final stage of fusion

白矮星 密度 非常 大 White dwarf star is very dense

如果 把 太阳 装 到 一个 跟 地球 一样 大 的 盒子 里边 If you put the sun in a box as big as the earth

那么 太阳 的 密度 就 跟 白矮星 差不多 大 Then the density of the sun is almost as big as the white dwarf

所以 咱们 可以 想象 这 白矮星 的 密度 有 多 大 是 吧 So let's imagine how big the density of this white dwarf is.

非常 非常 大 Very very large

白矮星 是 靠 电子 的 简并 压来 对抗 引力 的 White dwarfs rely on electronic degeneracy to counter gravity.

那么 白矮星 经过 了 很长 很 长时间 之后 Then the white dwarf has gone through a long, long time

它 连 剩 的 那点 能量 也 没 了 就 再也 看不见 了 It can't be seen anymore with the remaining energy.

但 它 质量 又 不够 不能 形成 黑洞 But its quality is not enough to form a black hole

于是 就 会 形成 一个 在 宇宙 中 找不着 的 叫 黑 矮星 Then there will be a black dwarf that cannot be found in the universe.

但是 这个 阶段 时间 非常 漫长 But this stage is very long

人们 经过 估算 认为 这个 阶段 可能 需要 几千 亿年 It is estimated that this stage may take hundreds of billions of years.

所以 到 目前为止 宇宙 中 其实 还 没有 黑 矮星 白矮星 倒 是 有 不少 So far there is no black dwarf white dwarf in the universe.

但是 因为 质量 有 差别 But because of the difference in quality

所以 其它 几种 恒星 演变 的 结果 跟 它 路径 并 不 完全一致 So the results of several other stellar evolutions are not exactly the same as their paths.

比如说 红 矮星 吧 它会 跨过 红巨星 这个 阶段 For example, the red dwarf star will cross the red giant star stage.

直接 就 变成 了 白矮星 直接 就 变成 了 白矮星 It becomes a white dwarf star directly into a white dwarf star.

而 蓝色 恒星 它 中间 会 经历 一个 叫做 红 超巨星 的 东西 And the blue star will experience something called a red superstar in the middle.

红 超巨星 跟 红巨星 差不多 Red superstars are similar to red giants

它 质量 特别 特别 大 体积 也 特别 特别 大 形成 红 超巨星 Its quality is particularly large and very large, and it is particularly large to form red superstars.

而且 它 的 聚变 很 厉害 我们 刚才 说 的 是 这样 的 一种 聚变 And its fusion is very powerful. What we just said is such a fusion.

在 红 超巨星 形成 的 时候 When the red superstar is formed

它 最 外围 可能 是 什么 聚变 呢 是 氢 的 聚变 What is the most peripheral fusion? It is the fusion of hydrogen.

往 里边 一层 温度 再 高 一点 就 变成 了 氦 的 聚变 When the temperature in the inner layer is higher, it becomes a fusion of cockroaches.

再 往 里边 一层 可能 就是 碳 的 聚变 The inner layer may be the fusion of carbon.

再 往 里边 一层 可能 就是 氧 的 聚变 The inner layer may be the fusion of oxygen.

一直 往 里 最 核心 的 部位 是 什么 呢 是 铁 What is the core part of the way?

因为 铁 这种 物质 它 是 聚变 的 最终 产物 Because of iron, it is the final product of fusion.

你 到 铁 这 是 一直 放能 的 如果 你 要 铁 再 往 上 聚 就 吸能 了 If you go to the iron, it's always been able to let go. If you want the iron to go up, you can absorb it.

所以 它 最终 就 会聚 变成 铁 So it will eventually turn into iron

聚变 了 一段时间 之后 引力 重新 占上风 开始 收缩 After a period of fusion, gravity regains the upper hand and begins to shrink.

于是 它会 把 其它 的 物质 向外 喷发 So it will eject other substances

但是 这个 喷发 过程 比 刚才 咱们 所说 的 红巨星 放出 星云 要 厉害 的 多 But this eruption process is much more powerful than the red giant star that we just said.

它会 形成 所谓 的 超新星 爆发 It will form a so-called supernova explosion

Supernova 超新星 Supernova Supernova

超新星 就 好像 说 我们 平时 看不到 它 Supernova is like saying that we don't usually see it.

但 它 一 爆发 我们 就 看见 它 了 But when it broke out, we saw it.

所以 人们 就 管 它 叫 新星 So people call it a new star.

因为 它 特别 特别 亮 就 叫 超新星 Because it is especially bright, it is called supernova.

在 公元 1054 年 的 时候 In 1054 AD

我们 宋朝 天文学家 记录 了 一次 超新星 爆发 Our Song Dynasty astronomers recorded a supernova explosion.

那个 超新星 爆发 其实 现在 我们 知道 了 就是 蟹 状 星云 The supernova explosion actually knows now that it is the Crab Nebula.

就是 蟹 状 星云 Crab nebula

蟹 状 星云 就是 由于 超新星 爆发 之后 剩下 的 一大堆 残骸 构成 的 The Crab Nebula is made up of a large pile of debris left after the supernova explosion.

那么 它 中间 的 核心 会 收缩 会 形成 什么 呢 Then what will the core of the contract shrink?

会 形成 一种 比 白矮星 密度 更大 的 天体 叫 中子星 Will form a celestial body with a denser density than a white dwarf star called a neutron star

我们 之前 说 过 白矮星 它 对抗 引力 其实 靠 的 是 电子 简并 压 We have said before that the white dwarf star is actually relying on electronic degeneracy

电子 简并 压 就是 电子 满足 泡利 不相容 原理 Electronic degeneracy pressure is the principle that electrons satisfy the Pauli exclusion

它 不能 处于 同一个 状态 It can't be in the same state

所以 这种 对抗 的 压力 可以 对抗 引力 So this kind of confrontational pressure can counter gravity

但是 到 了 红巨星 这 因为 它 的 引力 实在 太强大 了 But it's the red giant because it's too strong.

就 连 电子 简并 压 都 屈服 了 于是 怎么办 Even the e-depression pressure has succumbed to what to do.

于是 电子 就 会 钻 到 质子 里面 去 Then the electrons will go inside the proton

电子 钻 到 质子 里面 去 之后 变成 了 中子 After the electronic drill went into the proton, it became a neutron.

于是 会 形成 一个 由 中子 构成 的 这个 星球 Then a planet composed of neutrons will be formed.

这个 星球 的 密度 比 白矮星 还要 大 The planet is even denser than the white dwarf

如果 我们 把 太阳 装 到 一个 城市 那么 大 的 空间 里面 If we put the sun in a space as big as a city

它 就 会 变成 一颗 中子星 它 的 密度 是 非常 非常 大 的 It will become a neutron star, its density is very very large

如果 这个 蓝色 恒星 质量 再大 一些 If the quality of this blue star is bigger

那么 就 会 形成 一个 更加 神奇 的 天体 就 称之为 黑洞 Then it will form a more magical celestial body called a black hole.

所以 到 了 白矮星 中子星 黑洞 这 So it's the white dwarf neutron star black hole.

那么 这个 恒星 的 寿命 就 结束 了 也 就 相当于 人 就 死亡 了 Then the life of this star is over, and it is equivalent to death.

那么 也许 有人 就 说 了 说 你 看 这个 最后 一个 恒星 就 死亡 了 Then maybe someone said that you saw this last star died.

那新 的 恒星 如何 形成 呢 How did the new star form?

你 看 一下 在 这个 过程 之中 其实 是 有 星云 Look at the fact that there is a nebula in the process.

也 就是 一些 星际 物质 放 出来 That is, some interstellar substances are released.

而 红 超巨星 这个 形成 的 时候 会 形成 超新星 喷发 When the red superstar is formed, it will form a supernova eruption.

超新星 喷发 会 形成 很多很多 种元素 Supernova eruption will form many different elements

包括 一些 原子 序号 在 Fe 之后 的 元素 Includes some elements with atomic numbers after the Fe

因为 超新星 喷发 时 它们 会 彼此 碰撞 Because supernovas collide with each other when they erupt

有 可能 会 使得 一些 吸能 的 反应 也 能够 发生 It is possible that some energy absorbing reactions can also occur

就 会 形成 很多很多 的 元素 Will form many, many elements

那么 这些 个 元素 会 怎么样 So what about these elements?

会 重新 回到 宇宙 中 再 回到 这个 星云 这个 物质 上 Will return to the universe and return to the material of this nebula

重新 慢慢 聚合 形成 一颗 新 的 恒星 Slowly polymerize again to form a new star

我们 认为 太阳 其实 就是 在 某 一次 超新星 爆发 的 时候 We think that the sun is actually when a supernova breaks out.

所 产生 的 星际 云 这个 星际 云 逐渐 引发 了 这么 一套 反应 The interstellar cloud produced by the interstellar cloud gradually triggered such a set of reactions.

于是 就 形成 了 太阳 Then the sun is formed

我们 现在 正好 处于 主序星 这个 阶段 We are now at the stage of the main sequence star.

于是 也 产生 了 人类 和 生命 So it also produced human and life

那么 之后 总有一天 太阳 变成 红巨星 白矮星 然后 变成 黑 矮星 Then one day, the sun will turn into a red giant white dwarf and then become a black dwarf.

那么 这个 太阳 结束 了 Then this sun is over

不过 那个 时候 又会有 新 的 这个 恒星 形成 But at that time there will be a new star formation.

我们 又 可以 找到 一个 新 的 家园 了 We can find a new home again.

所以 最终 恒星 的 宿命 就是 变成 黑 矮星 中子星 或者 是 黑洞 So in the end, the fate of a star becomes a black dwarf neutron star or a black hole.

其实 宇宙 是 非常 非常 奇妙 的 In fact, the universe is very, very wonderful.

人们 对于 宇宙 其实 所 知道 的 还 很少 People know very little about the universe.

但是 很多 科幻小说 家 都 喜欢 用 宇宙 这个 题材 But many science fiction writers like to use the theme of the universe.

比如 咱们 看 那个 电影 里面 演 的 有 一个 叫 雷神之锤 For example, let's see that there is a hammer called Quake in the movie.

这个 雷神之锤 只有 雷神 能够 拿得动 其他人 都 拿 不动 This Quake Hammer can only take the other people to take it.

你 知道 为什么 吗 Do you know why

因为 他 说 雷神之锤 是 用 一颗 垂死 之星 的 核心 造成 的 Because he said that Quake was caused by the core of a dying star.

什么 是 垂死 之星 现在 你 明白 了 吧 What is the dying star? Now you understand.

垂死 之星 其实 就是 白矮星 或者 是 中子星 The dying star is actually a white dwarf or a neutron star.

那么 白矮星 和 中子星 密度 都 非常 大 Then the density of white dwarfs and neutron stars is very large.

所以 不管 你 用 白矮星 的 核心 做 还是 用 中子星 的 核心 做 So whether you use the core of the white dwarf or the core of the neutron star

这个 锤子 都 非常 非常 重 所以 他 就 提不起来 对 不 对 This hammer is very, very heavy, so he can't lift it, right?

所以 这种 科幻小说 它 是 有 一定 的 物理学 的 道理 的 So this science fiction novel has a certain physics.

最近 我 也 写 了 一 本书 I also wrote a book recently.

不过 是 科普 的 书 叫做 《 十分钟 智商 运动 》 However, the book of popular science is called "Ten Minutes IQ Business".

现在 在 各大 电商 都 可以 买 到 Now available at major e-commerce companies

也 希望 大家 能够 多多 支持 I also hope that everyone can support it.

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