ALevel物理知识点解析—宇宙学

今天小编大家一下来解析一个比较冷门的ALevel物理知识点——宇宙学的相关情况。宇宙大爆炸（the Big Band）作为物质的起源，可以说是物理学诞生的开始。在AQA考试ALevel物理知识点学习中，同样有涉及宇宙学的相关知识，一起来看看吧！

　　请先看Edexcel和OCR考试局Unit 5的一道题：

　　离我们最近的一颗恒星就是太阳。然而在宇宙中有着成千上万，数也数不清楚的恒星。夜里，当你仰望星空，90%的星星都是类似于太阳，或者比太阳大的恒星，叫做main sequence star。对于这个炽热的太阳，你有没想象一下，太阳的过去与未来？

　　我们先说太阳的过去。太阳是怎么形成的呢？在5000 million years ago，太阳形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。由于重力的原因，星云团的质量向内坍塌，随著它的温度和压力的增加，这些片段会凝结成一个被称为原恒星（Protostar）的超热旋转气体。

　　继续的坍塌会导致核聚变(Fusion)反映的开始。一颗恒星就诞生了。

　　我们的太阳经过了4.5 billion years的核聚变反应，已经进入了‘中壮年’。形成了一颗稳定的恒星。那么恒星的未来又在哪里？我们知道恒星的主要物质是氢气与氦气。随着核聚变的反映，最终，恒星会耗尽核心供应的氢燃料，合成高质量的元素，比如铁，并且离开主序（main sequence）带进行下一阶段的演化。

　　红巨星（red giant）阶段是紧接在离开主序带之后的阶段。因为铁等其他很高质量的物质，核心会继续塌缩，剩余的氢燃料会膨胀。恒星膨胀的外层是对流的，湍流让接近燃烧区域的物质上升至恒星的表面，并和表面的物质混和。这颗红色的耀眼恒星就变为了原来体积的若干多倍。

　　当一颗恒星耗尽了供应的燃料之后，依据它在生命期的质量，它的残骸可以是下面三种型态之一。

　　一、如果和太阳的质量差不多，恒星的最终宿命演化成白矮星（white dwarf）。1个太阳质量的恒星，演化成白矮星之后的质量大约是0.6个太阳质量，被压缩的体积则近似地球的大小。白矮星是非常稳定的天体，白矮星在刚形成时有着非常高的温度。

　　二、如果恒星的质量大于太阳的三倍，当恒星的核心崩溃时，就会形成爆炸，即时我们所说的超行星爆发（supernova）。压力造成电子捕获，因而使得大多数质子都转变成为中子。原本使原子核保持分离的力都消失了（按比例，如果原子核的大小像极小的灰尘，原子将有如一个足球的竞赛场那么大），恒星的核心就成为只有中子的致密球体(就像是个巨大的原子核)。这种恒星被称为中子星（neutron star），有著极高的密度，所以它们非常的小，大小不会超过一个大城市，直径只有十几公里的数量级。

　　三、如果恒星的残骸有足够大的质量，中子简并压力将不足以阻挡恒星继续向物质内部塌缩，当坍塌为一个点，我们称之为奇点。这个恒星的残骸就会成为黑洞（Black hole）。因为无限大的质量，集聚为很小一个点。质量就是无穷大。这个质量大的物体，重力也无限大，大到连光也无法逃逸，所以我们称之为黑洞。

　　总结来说：

　　以上就是小编关于ALevel物理考试中的宇宙学的一部分内容指导和题型解析。Alevel物理知识点较多，并且考察的很深，要求学生有较高的理解，建议如果在学习中有问题的话，最好寻求国际课程老师的帮助，在老师一对一专业的指导下更有保障的开展课程学习吧！