第649章 能量
“只要聚变过程仍然释放能量，聚变就将继续下去。”
虚妄说道。
“为什么？”
李思特问道。
“只要再添加一个α粒子便聚合成氧-16，照此处理，将依次加工出氖-20、镁-24，而终于形成硅-28。
与此同时，产生电子或正电子的放射衰变过程还形成了其他元素和同位素。
但核中含有相当于整数个α粒子的元素仍然最为普通。
这一连串反应的最后一步是一对硅-28核结合成铁-56和相关元素，如镍-56和钴-56。
这些“铁峰”元素是所有元素中最稳定的，要想加工更重的元素，必须输入能量，强迫这些核聚合在一起。”
虚妄说道。
“有些听不懂，能够举例说明吗？”
李思特问道。
“我们用一个山谷表示每个核储存的能量，因而也就是核的稳定性。
谷底是每个核子所含能量为最小的铁峰元素。
沿山谷的一边坡往上，是越来越轻的元素，坡顶上是氢。
设想每个元素站在沿坡设立的一个小岩架上，如果没有干扰，它将停留在岩架上不动，但如果推它一下，它将往下跳一级，并释放出比被推时获得的能量稍多一些的能量。
沿另一边坡往上，是比铁越来越重的元素，如铅和铀，它们也站在各自的岩架上。
但要把较低岩架上的元素向上移动到较高的岩架，将需要很多能量。
只要有机会，很多重元素都乐意在称为核裂变的过程中分裂，将多余的能量释放掉而朝谷底跳到另一个较低的岩架上。”
虚妄详细地说明道。
“那什么是ｓ过程？”
五号问道。
“你要知道，当高能中子渗入核并停留在核中时，也能在恒星内部形成比铁更重的元素。
作为恒星内部各种聚变反应副产品的中子到处都有，使得较重元素可以缓慢而平稳地通过这一途径形成，这叫做s过程。”
虚妄说道。
“然后呢？”
五号继续问道。
“然后，由此产生的新核本身可以是稳定的，也可能放射一个正电子而变成另一种稳定的核。
这种缓慢的中子俘获过程可以生产从铁-56到铋-209的各种元素，但如果铋-209俘获一个中子，它就将在类似铍瓶颈的过程中通过α衰变分裂。
这全部活动正在质量小于大约9倍太阳质量的红巨星中进行。”
虚妄说道。
“在然后呢？”
五号继续问道。
“当有大量高能中子时，更重的元素，以及铁-56和铋-209之间的富中子核，可以通过快得多的中子俘获过程加工而成。
这种情况发生在超新星爆发过程中，这时，恒星内核坍缩的引力能费力地驱动聚变反应，使得两个或更多中子迅速地相继被一个核俘获，随后是一连串的β衰变。”
虚妄说道。
“还有吗？”
楚云问道。
“你们要知道，很多同位素可以在以上两种过程中形成，极少数稳定的、中子不那么富裕的核则只能形成于r过程及随后的β衰变，仅仅28种同位素只能产生于s过程。
两种过程都中止于质量很大的元素。”
虚妄解释道。
“怎么说？”
李思特问道。
“如果这样的重核真的在超新星中形成，它们也将很快分裂或是通过α衰变，或是通过核裂变。”
虚妄说道。
“那些天体物理学家，竟然能够如此详尽描述发生在恒星内部的这些过程，这似乎令人难以相信。”
四号说道。
“他们可都是高智商的人。”
李思特说道。
“然而，有关的各种核反应的截面是根据地球上粒子加速器的研究结果定出来的，而基于这些截面的模型所作的预言与观测到的各种元素的宇宙丰度符合得很好。”
虚妄说道。
“我们就是小白，不懂。”
李思特自嘲道。
“结论是什么？”
五号问道。
“结论是，无论是关于宇宙诞生后最初百分之一秒到3分46秒间这段时间内曾经发生过什么，或是关于今天的主序星、红巨星和超新星内部正在发生什么，我们的认识都是十分可靠的。”
虚妄一口气说道。
“感觉虚妄就是一个天体物理学家。”
楚云说道。
“他可是机器人战士，除了自主学习之外，只要输入相关程序，人就比我们厉害。”
五号说道。
“你们这是在歧视机器人吗？”
虚妄生气地说道。
“我们这只是分析，别什么都扯上歧视。”
五号说道。
“在我看来就是。”
虚妄说道。
“你现在看起来就像一个人类，哪里是机器人。”
楚云说道。
“这还差不多，我也是人类。”
虚妄说道。
“竟然是人类，能告诉我什么是想变吗？”
四号转移话题道。
“相变是物理体系在温度不变的情况下从一种状态到另一种状态的转变。”
虚妄说道。
“怎么说？”
四号问道。
“例如，冰在0℃转变成液态水，水在100℃转变成水汽。冰、液态水和水汽是同一种化学物质的三种不同的相。”
虚妄说道。
“然后呢？”
四号继续问道。
“在极早期宇宙中，从夸克自由游荡的状态转变到夸克被牢牢束缚在强子内部的状态就是一种相变。
在某种意义上，强子是冻结的夸克，可以比作液态夸克结成的冰。
在更早时期，还发生过与大统一理论预言的单一原始力分解成各种基本力有关的相变。”
虚妄说道。
“怎么说？”
四号问道。
“当水汽凝结成液态水，或液态水冻结成冰时，将有潜热形式的能量释放出来，因为将要变成的状态比转变前的状态储存的能量少。
类似地，极早期宇宙中的相变提供了能量，使得大爆炸火球在大爆炸核合成期间具有极高的温度，并最终以背景辐射的形式留下了它的踪迹。
这种相变也能在时空中造成缺陷，就像冰块在冻结过程中产生裂纹。
单极子和宇宙弦大概就是这样的缺陷，它们可能仍然存在于宇宙中，而且，可以想像，也许是它们提供了已经发育成为星系团的种子。
曾经发动了暴涨的标量场也和这些相变有关，但它们早已消失得无影无踪了。”
虚妄说道。
“然后呢？”
四号问道。
“没有然后了，你们都不睡觉吗？”
虚妄问道。
“……”
(本章完)
虚妄说道。
“为什么？”
李思特问道。
“只要再添加一个α粒子便聚合成氧-16，照此处理，将依次加工出氖-20、镁-24，而终于形成硅-28。
与此同时，产生电子或正电子的放射衰变过程还形成了其他元素和同位素。
但核中含有相当于整数个α粒子的元素仍然最为普通。
这一连串反应的最后一步是一对硅-28核结合成铁-56和相关元素，如镍-56和钴-56。
这些“铁峰”元素是所有元素中最稳定的，要想加工更重的元素，必须输入能量，强迫这些核聚合在一起。”
虚妄说道。
“有些听不懂，能够举例说明吗？”
李思特问道。
“我们用一个山谷表示每个核储存的能量，因而也就是核的稳定性。
谷底是每个核子所含能量为最小的铁峰元素。
沿山谷的一边坡往上，是越来越轻的元素，坡顶上是氢。
设想每个元素站在沿坡设立的一个小岩架上，如果没有干扰，它将停留在岩架上不动，但如果推它一下，它将往下跳一级，并释放出比被推时获得的能量稍多一些的能量。
沿另一边坡往上，是比铁越来越重的元素，如铅和铀，它们也站在各自的岩架上。
但要把较低岩架上的元素向上移动到较高的岩架，将需要很多能量。
只要有机会，很多重元素都乐意在称为核裂变的过程中分裂，将多余的能量释放掉而朝谷底跳到另一个较低的岩架上。”
虚妄详细地说明道。
“那什么是ｓ过程？”
五号问道。
“你要知道，当高能中子渗入核并停留在核中时，也能在恒星内部形成比铁更重的元素。
作为恒星内部各种聚变反应副产品的中子到处都有，使得较重元素可以缓慢而平稳地通过这一途径形成，这叫做s过程。”
虚妄说道。
“然后呢？”
五号继续问道。
“然后，由此产生的新核本身可以是稳定的，也可能放射一个正电子而变成另一种稳定的核。
这种缓慢的中子俘获过程可以生产从铁-56到铋-209的各种元素，但如果铋-209俘获一个中子，它就将在类似铍瓶颈的过程中通过α衰变分裂。
这全部活动正在质量小于大约9倍太阳质量的红巨星中进行。”
虚妄说道。
“在然后呢？”
五号继续问道。
“当有大量高能中子时，更重的元素，以及铁-56和铋-209之间的富中子核，可以通过快得多的中子俘获过程加工而成。
这种情况发生在超新星爆发过程中，这时，恒星内核坍缩的引力能费力地驱动聚变反应，使得两个或更多中子迅速地相继被一个核俘获，随后是一连串的β衰变。”
虚妄说道。
“还有吗？”
楚云问道。
“你们要知道，很多同位素可以在以上两种过程中形成，极少数稳定的、中子不那么富裕的核则只能形成于r过程及随后的β衰变，仅仅28种同位素只能产生于s过程。
两种过程都中止于质量很大的元素。”
虚妄解释道。
“怎么说？”
李思特问道。
“如果这样的重核真的在超新星中形成，它们也将很快分裂或是通过α衰变，或是通过核裂变。”
虚妄说道。
“那些天体物理学家，竟然能够如此详尽描述发生在恒星内部的这些过程，这似乎令人难以相信。”
四号说道。
“他们可都是高智商的人。”
李思特说道。
“然而，有关的各种核反应的截面是根据地球上粒子加速器的研究结果定出来的，而基于这些截面的模型所作的预言与观测到的各种元素的宇宙丰度符合得很好。”
虚妄说道。
“我们就是小白，不懂。”
李思特自嘲道。
“结论是什么？”
五号问道。
“结论是，无论是关于宇宙诞生后最初百分之一秒到3分46秒间这段时间内曾经发生过什么，或是关于今天的主序星、红巨星和超新星内部正在发生什么，我们的认识都是十分可靠的。”
虚妄一口气说道。
“感觉虚妄就是一个天体物理学家。”
楚云说道。
“他可是机器人战士，除了自主学习之外，只要输入相关程序，人就比我们厉害。”
五号说道。
“你们这是在歧视机器人吗？”
虚妄生气地说道。
“我们这只是分析，别什么都扯上歧视。”
五号说道。
“在我看来就是。”
虚妄说道。
“你现在看起来就像一个人类，哪里是机器人。”
楚云说道。
“这还差不多，我也是人类。”
虚妄说道。
“竟然是人类，能告诉我什么是想变吗？”
四号转移话题道。
“相变是物理体系在温度不变的情况下从一种状态到另一种状态的转变。”
虚妄说道。
“怎么说？”
四号问道。
“例如，冰在0℃转变成液态水，水在100℃转变成水汽。冰、液态水和水汽是同一种化学物质的三种不同的相。”
虚妄说道。
“然后呢？”
四号继续问道。
“在极早期宇宙中，从夸克自由游荡的状态转变到夸克被牢牢束缚在强子内部的状态就是一种相变。
在某种意义上，强子是冻结的夸克，可以比作液态夸克结成的冰。
在更早时期，还发生过与大统一理论预言的单一原始力分解成各种基本力有关的相变。”
虚妄说道。
“怎么说？”
四号问道。
“当水汽凝结成液态水，或液态水冻结成冰时，将有潜热形式的能量释放出来，因为将要变成的状态比转变前的状态储存的能量少。
类似地，极早期宇宙中的相变提供了能量，使得大爆炸火球在大爆炸核合成期间具有极高的温度，并最终以背景辐射的形式留下了它的踪迹。
这种相变也能在时空中造成缺陷，就像冰块在冻结过程中产生裂纹。
单极子和宇宙弦大概就是这样的缺陷，它们可能仍然存在于宇宙中，而且，可以想像，也许是它们提供了已经发育成为星系团的种子。
曾经发动了暴涨的标量场也和这些相变有关，但它们早已消失得无影无踪了。”
虚妄说道。
“然后呢？”
四号问道。
“没有然后了，你们都不睡觉吗？”
虚妄问道。
“……”
(本章完)