青少年科学启智系列:宇宙新探索

古今天文观测的飞跃
电波天文观测仪器
在0与1之间认识宇宙
用X射线看星星
黑洞：抗拒不了的吸引力
从星际尘埃中窥见宇宙万千
光明与黑暗――与人类福祸相倚的太阳
探索太阳系的起源
冥王星是怎么被干掉的？
从鹿林看鹿林彗星
五彩绚丽的极光
微弱的宇宙辐射化石
暗能量：来自宇宙的大谜团
宇宙里更多的“地球”
寻找系外生命计划
在宇宙中寻找气候变暖的线索
探索宇宙的电眼

    除了许多星星的运动状况，电脑还可用以研究单一恒星内部的结构。我们经常说的星星，是指类似太阳的恒星，是一种核心进行核融合反应，可以产生大量能量的星体。恒星可以看成一个大，这个气球如何能维持固定的体态？
    恒星维持体态的主要因素有二：万有引力和压力。万有引力永远是吸引的作用力，恒星自身的万有引力使得恒星向中心收缩，星体越收缩，体积就越小，密度就越大，结果造成万有引力收缩得越厉害。恒星自身的气体压力主要来自于核融合反应，核心借由核融合反应产生的压力会向外扩张。只要二者达到近乎平衡的状态，恒星就能维持一定的体态，使得恒星能稳定地发光发热。一旦知道恒星稳定的原因，便可以用数学式子描述稳定状态下恒星内部密度、温度等，当中主要的数学式子包括质量守恒、动量守恒定律、气体状态方程式和连接恒星密度分布与万有引力间的关系式。
    有了恒星自身运作的物理原理，借由电脑的数值计算，可以针对不同质量的恒星进行计算，了解恒星内部的详细状况，这便是电脑发挥强大功能的地方。现处在稳定平衡下的恒星，若考虑更多实际状况，如参考太阳表面的米粒状结构，得知太阳内部存有对流的运动，这时便会让数学式子稍微复杂些。如果再加上核心核融合反应产生能量的速率，以及有限的反应燃料量（也就是核心氢的使用状况），便可以计算出恒星一生的演化过程。
    星球演化是天文学家利用电脑计算的重要成就，所以我们现在知道，太阳再经过五十亿年后，会变成暴肥的红明星。根据推算，质量是太阳三十倍的恒星，不仅寿命只有数百万年，其暴肥的结果会出现像元旦烟火秀一样的超新星爆炸。此外，二者很后的遗留产物也不尽相同，太阳会变成白矮星，而大质量恒星可能变成中子星或黑洞。这些过程都能借由电脑一一呈现。
    宇宙当中不仅只有恒星，还有许多星云和星尘，会和恒星混杂在一起，中性的分子云借由万有引力可以塌缩成恒星，初生的原恒星会借由分子流或喷流吹散四周的云气，之间的相互作用很好复杂，空间中的磁场和恒星所产生的辐射都是影响的重要因素，云气本身属于流体的范畴，掌管流体的流体方程式也是很好复杂，大多数情况都得靠电脑的强大计算能力。

随着各类科学的快速发展，天文学和其他科学的关联也越发密切，天文学的研究范围博大无穷，除了传统的天文观测，应用其他领域的专业技术是不可避免的。曾耀寰主编的《宇宙新探索》便是以天文学与其他领域的关联与应用为主轴，介绍天文知识，希望让读者能有更宽阔的眼光，欣赏我们的宇宙。

当人们提到天文，总是会想到星座、流星、彗星和黑洞，还有人会想到外星人。并不是说，这些不属于天文学的范围，只是天文学涉猎的范围很好广泛。在空间上，从太阳系到一百多亿光年以外的宇宙：在时间上。从一百多亿年前的宇宙大爆炸到现在。在这样的范围内。天文学知识的范围不仅仅是人们观念中那些对象。随着各类科学的快速发展，天文学和其他科学的关联越发密切，如太阳系内的太空科学、星际尘埃与物理、化学密切相关。这使得天文学的知识更丰富、更系统。曾耀寰主编的《宇宙新探索》便是以天文学和其他领域的关联为主轴，介绍天文知识，《宇宙新探索》希望读者能用更宽阔的眼光，欣赏我们的宇宙。

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