略地说,宇宙间不同尺度上的各种结构形成皆源于此效应。绝大部分恒星(包括我们的太阳)是靠内部的热核反应所产生的气体压力与物质的自引力保持平衡。白矮星是靠电子的简并压(量子力学中的Pauli不相容原理)顶住物质的自引力,其质量上限为1。4个太阳质量(即Cha
drasekhar质量极限),而其大小与地球的差不多。中子星则是靠中子的简并压顶住物质的自引力,其质量上限约为3~4个太阳质量(因超高密度的物态方程不确定性而有所变化)而其半径仅有十几km左右。若星体质量过大,而没有任何物质的简并压可以支撑得住引力塌缩之势,则导致黑洞的形成。描述黑洞时空弯曲性质的理论是爱因斯坦(Ei
stei
)的广义相对论。大质量超新星爆发可以形成中子星;超大质量超新星或“过超新星”爆炸则有可能生成恒星质量级的黑洞。
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一个大质量恒星内部热核反应生成的元素依次分层(即所谓的洋葱皮模型),最外层的是元素原子序数最低的氢,星核中心元素原子序数最高为铁。在核燃料即将烧尽时,中心铁核渐渐支撑不住引力塌缩的挤压,铁原子核被伽马光子分解,质子捕获电子变成中子并释放电子中微子(即所谓的中子化)。同时,铁核塌缩的信息向恒星外层迅速传播,外层物质以近乎自由落体的方式涌向中心。星核中心压力迅速升高,物质处于致密简并状态,一个高强度反弹激波在致密的铁核中逐渐形成。反弹激波内侧的高温产生伽马光子和中微子层,它们同时迅速向铁核中心扩散。由于物质密度极高,中微子一时间也无法逃逸。此时光子的辐射压、中微子压和气体物质压合力减缓物质向中心的塌缩速度,而物质密度依然非常高,致使简并物
质体积逐渐扩大。面临恒星外层的塌缩,反弹激波向外传播并驱动其内侧物质外冲。在足够长的时间内,反弹激波的动力学演化可逐渐趋向自相似方式。大部分恒星物质在这个反弹激波过程中被抛出。激波继续外传,与磁化的星风和星际间物质相互作用形成超新星爆炸残迹。最著名的超新星爆炸例子是银河系中的蟹状星云,其膨胀速度约为4000kms~5000kms,其中央有一颗高速旋转的射电脉冲星;通过磁化的相对论脉冲星风,这颗高速旋转的中子星为整个蟹状星云膨胀和辐射提供能量。也因此,这颗中子星的旋转速度正在一点点放慢;这一效应是T。Gold预言的,在其他许多射电脉冲星源中都可以观测到。依据旋转斜磁偶极子的电磁辐射的经典理论模型,我们可以推测射电脉冲星的磁场强度约在1000亿Gs或10000亿Gs的数量级上。同为中r