珠星纪

每个氢原子中心有一个质子，在质子周围是一颗电子，沿某种轨道环绕质子运动，在足够热量与压力下，环绕的电子会被从中心质子庞剥离，足够多原子被剥离电子，就创造一团等离子汤，分离的粒子形成一锅汤，如果能符合一些极端条件不可思议的事情将发生，一个链式反应将发生，质子们四处乱窜，由于它们带正电荷互相排斥，彼此保持距离，多数时候只会擦身而过，当能量足够高时，它们会狠狠撞向对方，有些时候会合为一体，那便是核聚变反应。当四个氢质子最终发生聚变，它们创造出一种新元素，氢元素变成氦元素释放出巨大能量，这就是恒星创生之初的情形。新造的氦核，质量比用于创造它的四个氢原子小，反应中损失了部分质量，根据质能方程式，丢失的质量便是能量。太阳氢燃烧完——红巨星——膨胀吞噬周边行星包括地球——燃烧后的每个收缩形成白矮星逐渐冷却，质量最大的恒星爆发成为超新星将制造出的元素抛射到宇宙深处，这些元素又将成为孕育下一代恒星的原材料，超新星爆发后留下的内核十分致密，这就是“中子星”也就是脉冲星【能量很高，远超一颗行星提供的能源，类似恒星的天体，却被压缩到行星大小】超新星爆发大质量恒星塌缩所释放的能量足以将原子挤到一起填满所有空间。在超新星中最先发生的是铁核的内爆，将从地球大小压缩到仅仅一个小城市规模，在内爆过程中，密度将变得十分高，以至于质子和电子被挤到了一起并形成中子，原子中的空隙被挤出，最终剩下一个由中子组成的球，极其致密，被称为中子星。中子星形成过程磁场增强，强度是太阳磁场数十亿倍，随着中子星旋转，它南北极将发出无线信号，每旋转一圈信号就会扫过地球，这就是神秘的脉冲来源。极少数恒星内核十分大，它们塌缩时并不会变为脉冲星，塌缩将一直继续下去，即黑洞。LBV—1恒星爆发，质量是太阳的五十倍，这颗超新星爆发形成黑洞。

#恒星七纪#

BBC出品，质量有保证。与《行星旅行指南》相辅相成，这部片子讲述了恒星所经历的一生，极宏伟，极减压。超爱片子中的这句话：“We are stardust，or rather, less romantically, nuclear waste。你我皆星尘,或者不那么浪漫的说，是核废料。”

诞生于星云，成年后列位主序带，永不停歇的核聚变，晚年膨胀成红巨星，内核塌缩成白矮星，经历超新星的垂死挣扎，最后变身中子星，无限的塌缩推开通往黑洞之门，即使是寿数百亿年的恒星也非永恒，必须经历死亡才能重生，这是宇宙的铁律，也许也是造物主的铁律。

观影笔记如下，照例在上下班途中看完此片，常常于拥挤的地铁人群中产生荒诞感：也许只有生命短暂如人类，才会执念于贪欲。

1. 恒星的诞生

昴星团Pleiades，年仅1亿岁，非常年轻的星团。星云是恒星诞生的摇篮，云团受压，密度变大，引力发挥作用，云团坍塌，引力使气体和尘埃快速向中心聚集，中心密度更大，温度上升，到达临界温度1500万度后，恒星内核出现核聚变反应，发出耀眼光芒，A star is born。

每个氢原子中心有一个质子proton，质子周围是一个电子electron沿某种轨道环绕质子运动，在足够的热量与压力作用下，绕转的电子会被从中心质子旁剥离，足够多的原子被剥离电子，就创造了一团等离子体plasma。极端条件下一个链式反应发生。带正电荷的质子互相乱窜但互相排斥保持距离，能量足够时它们互相撞击，有时合为一体，这就是聚变反应。当四个氢质子最终发生聚变时，它们创造出新元素，氢元素变成氦元素并释放巨大能量。这发生于恒星诞生之初，根据能量守恒定律，新生氦元素质量略轻于创造它的四个氢原子，反应中丧失的质量转换为能量，一点点质量就能创造巨大的能量。

核聚变不光促成恒星诞生，并维持它们生存。

现代天文学之父哥白尼1543年出版《天体运行论》颠覆地心说。

太阳不光是太阳系的中心，更创造了太阳系。The birth of a star leads to the birth of any planets that surround it.一颗恒星的诞生会触发它周围行星的诞生。

行星是形成恒星时气体和尘埃的遗骸。

2. 成年期

伽利略发现太阳黑子并发现黑子会移动，证明太阳在旋转。太阳会喷射太阳风，太阳风是抛向太空的带电粒子流，当它们撞上大气层时就会产生极光，太阳风形成太阳系的边界，使太阳系行星免受银河辐射及宇宙射线的伤害，这就是日球层heliosphere。

赫茨普龙和罗素把恒星按温度和光度排列在一张图上，即赫罗图。假设它们与地球距离相同，一个轴代表恒星亮度，另一轴代表恒星温度，从高温的蓝白星到较冷的红星，几乎所有恒星都落在图中央的对角线上，这条对角线被称为主序带，主序带上的恒星都尚处中年，其两侧还有两小群恒星。太阳及其他主序带上的恒星都还在燃烧氢，一旦燃尽就会死亡，外层会膨胀，脱离主序带成为红巨星red giant star。

3.红巨星

大角星ARCTURUS是一颗红巨星，就在大熊座北斗七星的末端。红巨星会逐渐膨胀，温度下降，从蓝色或白色恒星变成红色恒星。

恒星一生大部分时间都在把氢聚变成氦，这一过程提供了抵抗引力的压力，当内核的氢用尽，仅剩下纯氦，就没有了能量来源，内核开始塌缩，塌缩过程中温度在引力作用下上升，温度升高到足以使核心外围壳层发生核聚变，即壳层氢燃烧。这种新的能量来源会导致恒星外层大气膨胀，恒星成为红巨星。未来太阳的演变红巨星过程会先膨胀到水星轨道，吞没水星，届时将比现在的太阳亮一千倍。继续膨胀，经过约几百万年膨胀到金星轨道，吞没金星，然后向着地球而来，此时应比现在太阳亮三千倍，比现在大260倍，最终吞没地球。此后约五十万年，太阳温度升高到足以开始进行氦聚变。恒星进入新的阶段，氦元素在恒星内核产生聚变并产生碳和氧。

4.白矮星white dwarfs

天狼星Sirius，也叫大犬星，是夜空最亮的星星，属于大犬星座Canis Major，有伴星天狼星A，天狼星B，被称为白矮星。

氦核燃尽后，白矮星的活动也会停止。

白矮星是密度大的难以想象的小型天体，会比它最开始的密度高数百万倍。量子力学的原理运用到恒星上，阻止它们塌缩的原因是粒子间产生了压力，抵抗了引力作用。

5. 超新星Supernovae

超新星是宇宙中大部分大质量恒星爆发性的、激动人心的死亡挣扎。每个星系每个世纪只有两三颗超新星。

弗雷德.霍伊尔认为元素的起源也许与超新星有关。大质量恒星对抗引力时创造了几个条件：恒星进行一系列核聚变，一轮聚变产生的灰烬成为下一轮核聚变的燃料。质量最大的恒星可以一层层聚变越来越重的元素并产生能量对抗不断向内拉的引力，先是氖、镁和大量氧，然后是硅和硫，最后中央是铁组成的核，聚变停止。当铁核达到临界质量时，恒星开始塌缩，然后反弹，反弹撞击到周围圈层，点燃了一次超新星爆发。超新星爆发可以产生某些比铁元素更重的稀有元素，它们被抛射到宇宙中，构成人类的元素都是从垂死恒星中诞生的。We are stardust，or rather, less romantically, nuclear waste。你我皆星尘,或者不那么浪漫的说，是核废料。The stars ARE like gods，they are the creators of us。恒星就像上帝，它们是造物主。

Stars born from collapsing clouds of dust and gas；Bursting into life，to shine for millions or billions of years；Bloating in old age to become Red Giants；Their cores contracting into White Dwarfs；The most massive ones exploding as supernovae；flinging the elements they‘re created out into space；to form the materials for the next generation of stars；尘埃和气体云塌缩，产生了恒星；点燃生命之火，闪耀几百万甚至几十亿年；晚年膨胀，成为红巨星；它们的内核收缩，变成了白矮星；质量最大的恒星爆发，成为超新星；将它们制造出来的元素抛射到宇宙深处；这些元素将为孕育下一代恒星的原材料；

6.中子星Neutron star

兹威基最早假设中子星的存在。射电天文学使之真正被发现。蟹状星云脉冲星，正好位于一颗超新星爆发以后的遗骸中，是其残留的内核。兹威基预测，伴随着超新星爆发，大质量恒星塌缩，释放的能量足以将原子挤到一起填满所有空间。这个塌缩发生在数秒之间。在超新星的爆发上，最先发生的是铁核内爆，密度变高，质子和电子被挤到一起并形成中子。原子中的空间被挤掉，最终剩下的是一个由中子组成的球。它极其致密，被称为中子星。其形成过程中磁场增强，强度是太阳磁场的数十亿倍。中子星的发现有力证明了理论物理的力量。

7.黑洞Black Holes

爱因斯坦理论在极端情况下才会出现黑洞，他本人不相信其存在。

黑洞是宇宙中的一点，在它周围引力非常强，任何东西，连光线都不能逃离。这个空间的边界叫事件视界。在里面，所有事物都无法被外面的观察者看到。科学家认为它诞生于超大质量恒星的死亡。极少数内核极大的超新星爆发并内核塌缩，不会成为中子星，而是不断塌缩。黑洞引发的无穷密度，体积为零，也曾发生于宇宙开始的阶段。这正是艾伦.德雷斯勒博士研究方向：The idea that the universe had a creation event from a scientific perspective was a revolutionary idea。Ever bit as remarkable a revolution as the idea that the Sun and not the earth was the center of the solar system。Scientists call it the Big Bang。

从科学的角度来看，宇宙起源于创世事件，这是一个革命性的观念。其革命性与发现太阳系的中心是太阳而非地球不分伯仲。科学家称之为大爆炸。

It was here，at the beginning of the universe the scientists found the answer to theultimate question about the lives of stars。

正是这里，宇宙诞生之时，科学家发现了关于恒星生命周期的根本问题的答案。

From this very early instant，came a primordial soup of energy and matter that had to cool before it could become the elements of hydrogen and helium that made everything else in theuniverse we know today。

大爆炸之初产生了原始能量和物质的浓汤，它们冷却后形成了氢和氦，而这两种元素铸就了如今宇宙中我们所熟知的一切。

So how lucky we are to be here on this planet with this beautiful transparent atmosphere that allows us to admire the majestic display of the starry night。

因此我们是如此的幸运生活在大气层美丽而透明的星球上，使我们能够仰望这星光闪耀的恢弘夜空。

太阳是一颗典型的“黄矮星”，大部分黄矮星的寿命在100亿年左右，太阳也不例外，目前太阳的年龄大约是45.7亿岁，也就是说我们的太阳大约在45亿年前诞生，而宇宙的年龄是138.2亿年，太阳并不是宇宙诞生后出现的第一批恒星恒星，而是在宇宙诞生很久之后才出现的，恒星到底是怎么诞生的？宇宙会一直有新的恒星出现吗？ 恒星，是宇宙结构的主要组成部分，宏观大尺度下的宇宙结构基本都是由恒星组成的。所有的恒星都是由大量的氢元素和少量的氦元素组成，其他的元素基本可以忽略不计，宇宙中存在超级多的氢元素，这些氢元素在引力的作用下聚集在一起，就形成了恒星。 恒星诞生后，会消耗内核中的氢元素进行核聚变反应，氢原子聚变成氦原子，释放出大量的能量，这就是为什么恒星可以一直不停的释放热量的原因，整个恒星就是宇宙中一个天然的核反应堆，人类想要掌握可控核聚变技术，就是在制造“人造太阳”。 爱因斯坦的质能方程告诉我们，质量和能量是等价的，所有物质的内部都蕴藏着巨大的能量，以质量的形成表现出来，组成恒星的氢原子是宇宙所有物质中最多也是最轻的，其他更重的原子都是氢原子聚变后诞生的，恒星不仅仅在向外辐射能量，还在偷偷创造物质，恒星内部的核聚变反应会在形成铁原子后停止，这个时候恒星内部的环境已经不足以让铁原子发生聚变了，并且恒星也会开始向下一个阶段演化。 小质量的恒星会演化成白矮星，大质量的恒星会演化为中子星或者是黑洞，不论是白矮星还是中子星，其实都是恒星的内核演化而来，对于整个恒星来说，内核只是很小一部分，在恒星“死亡”后，其实还有大量的氢元素没有被消耗，恒星在自己的最后阶段会开始不断的膨胀， 随着恒星的膨胀，会抛洒出大量的气体和尘埃，这些气体尘埃主要还是氢元素，这些氢元素会飘散在宇宙中形成“星云”。 当星云的密度超过一定程度后，就会在引力的影响下向内收缩，在星云收缩的过程中，新的恒星就诞生了！如果这个星云中，存在一些比较重的元素，就会形成“行星”，这些重元素往往来自于大质量恒星的“超新星爆发”和“中子星碰撞”，地球上的黄金被科学家认为在整个宇宙中都很稀少，这是因为只有两颗中子星碰撞时才能制造出黄金，因此在整个宇宙中黄金的数量都不算多。 恒星可以和星云相互转化，所以宇宙中总是会有新的恒星诞生，除非在未来的某一天，氢元素被消耗太多了，无法形成新的恒星，但是宇宙中氢元素的十分丰富，是其他所有元素加在一起的很多倍，在很长很长一段时间内，都不用担心宇宙中氢元素被消耗一空。 恒星一生消耗的氢元素只是整个恒星中的很小一部分，宇宙中最小的恒星是“红矮星”，并且宇宙中大部分恒星其实都是红矮星，这些红矮星的寿命十分漫长，根据质量不同，红矮星的寿命可以达到上千亿年甚至上万亿年，1000亿年后宇宙是否存在还是一个问题，毕竟现在的宇宙只有138.2亿岁，更别说一万亿年后的宇宙了，所以我们不用担心宇宙中的氢元素被消耗一空。 没有人知道宇宙到底存在多少恒星，但是我们可以肯定，全宇宙恒星消耗的氢元素也只是宇宙中氢元素的很小一部分，更别提宇宙中还存在不可见物质“暗物质”了，这些暗物质可能会在无形中影响可见物质，甚至有科学家认为，暗物质会直接形成黑洞。 恒星的演化和生命有些类似，更加神奇的是，我们的银河系和组成物质的基本单位“原子”很相似，原子是由一个原子核再加上围绕原子核运动的电子组成的，我们的银河系的中心存在一个超大质量黑洞，这个黑洞就像是原子核，无数的恒星就像是围绕着原子核运动的电子，或许从更宏观的角度去看，银河系真的只是一个“原子核”，目前人类发现的最大宇宙结构足足有100亿光年大，对于这样的宇宙结构来说，银河系确实就像是一个原子，和其他的众多星系一起组成了宇宙的宏观物质结构，最大和最小，谁又能说的清楚呢？

属于远古的星辰崇拜早早的被工业革命击败，很难讲现代人对天体物理能有多少人发自内心的去热爱，BBC却将《恒星七记》讲的引人入胜。很久没有被一部纪录片感动到热泪盈眶了。恒星生命的循环揭示了宇宙元素的起源，而恒星生命的结束却释放出地球生命最基础的部分，原来我们都是天上的星星。为什么先贤那么喜欢仰望星空？还有什么比仰望星空更浪漫的吗？