原子核天體物理簡介

肖云奧

摘要：隨著科學技術的不斷發展，人們對于宇宙空間和天體物理的探究欲望變得更加強烈。研究宇宙空間和天體物理，能夠幫助人們更好的認識自己所處的環境。本文將對原子核天體物理進行簡單的介紹，原子核天體物理作為一門具有交叉性質的學科，獲得了當前很多科學家的關注和探究。本文將重點分析太陽中微子和恒星演化等。

關鍵詞：原子核；天體物理；簡介

一、研究背景分析

原子核天體物理本身是交叉性質的學科，在近代開始受到科學界的矚目。原子核天體物理在科學界一直備受關注，眾多科學家都對其做了深入的研究。研究原子核天體物理的任務就是利用原子核的相關理論和性質對于宇宙空間和天體環境的變化等進行科學性的解釋。我認為，基本粒子和基本粒子的相互作用，成為各種天體及整個宇宙演化的基礎。筆者認為，從恒星的演化到宇宙的起源，再到宇宙大爆炸后的物質作用都與微觀粒子有密切的關系，所以原子核天體物理研究的角度比較豐富，主要是對天體演變和演變的原因等進行細致的研究。一直以來，人類對于頭頂這片蒼穹充滿了探究和想象，隨著技術的推進，人們對于宇宙的探究上升到更加專業的領域。

經過幾十年的研究，原子核天體物理也有了比較深入的成果，原子核天體物理作為一門交叉性質的學科也實現了大幅度的進步。我通過大量的文獻資料了解到，當前原子核天體物理擁有了一眾研究成果。比如根據宇宙大爆炸推出的宇宙重子的密度，根據對于宇宙輻射的研究，加速了標準宇宙模型的建設。另外就是宇宙暗物質的發現，有助于宇宙模型的進一步建設。對于暗物質的認識，有助于我們了解恒星形成的條件和各個星系的變化規律。在太陽內部核燃燒產生產生的中微子，已經引起了不同國家科學家的注意。認識太陽中微子，能夠對于我們了解宇宙大爆炸和天體的變化情況起到輔助作用。其次在原子核天體物理領域，對于新天體的認識，比如超新星等天體現象的解釋能夠對于原子核天體物理有更深一步的認識。另外就是各種觀測天體的設備的更新發展，也為對宇宙的研究起到一定的輔助作用。

二、大爆炸宇宙學和宇宙背景輻射

關于對大爆炸宇宙學和宇宙背景輻射的研究。在二十世紀初的時候，由美國天文學家哈勃通過光譜分析發現了銀河系周圍的星系都在逐漸遠離銀河系的現象。大爆炸宇宙學就是在此研究上發展起來的。宇宙處在一個不斷膨脹的過程當中，宇宙膨脹的起點就是宇宙大爆炸。在經歷了量子漲落之后，宇宙的狀態發生了變化，開始逐漸變成一個溫度相對比較高的環境。不同粒子之間的作用比較少。之后宇宙因為不斷的膨脹，溫度開始逐漸降低，不同粒子之間的作用也開始變得復雜。與此同時，宇宙當中的重子數超過了反重子，并且重子與反重子消失，只剩下一少部分的重子作為宇宙普通物質的形成基礎。宇宙當中其他的主要粒子還包括了光子和中微子及反中微子。在溫度逐漸降低到一定程度的時候，中子開始與質子進行結合，形成了原子核。之后等量的正電子和電子一起消失，剩余電子被帶正電的原子核所吸引，并且在這個過程當中中和了自身的電荷。當溫度下降到某一程度，電子和原子核經過結合，形成原子。這個時候，光子就不再和普通的物質形成作用了。這就形成了當時宇宙的基本物質，這也是以后我們研究宇宙背景輻射的基礎。著名學者彭齊亞斯和威爾遜發現了宇宙微波背景輻射，所以獲得了諾貝爾物理學獎。在針對宇宙背景輻射的研究當中提出，宇宙微波背景輻射具有高度的各向同性，并且它的能譜與黑體輻射高度吻合，這就為早期的宇宙所經歷的熱平衡狀態提供了最直接也是最核心的證據。但是宇宙在發展的過程當中物質分布的不是很均勻，所以宇宙微波背景輻射在不同方向上有比較微小的差異。美國科學家約翰·馬瑟和喬治·斯穆特對宇宙背景輻射能量的不均勻情況進行首次測量，并獲得了2006年的諾貝爾物理學獎。

三、恒星的能源和太陽中微子

國外學者巴考爾對于太陽中微子的研究在科學界引起了相當高的關注，巴考爾也一直致力于標準太陽模型的相關分析。中微子的產生對于太陽溫度的變化有著比較直接的影響，通過對太陽中微子的觀測和分析，能夠對標準太陽模型的建立有所幫助。巴考爾與其他的研究者對標準太陽模型對于中微子的產生進行了細致的研究，其預言的精準度是比較高的。這一研究讓人們更準確的了解了太陽中微子和太陽模型。另外中微子在經過太陽的內部到達地球這一過程當中，有可能發生味態的轉變，再加上大氣中微子的干擾和影響，對于我們準確探測、研究太陽中微子加大了難度。

四、恒星的演化及其終點

熱核反應本身需要克服原子核之間的庫侖排斥，也就是說燃燒比較重的原子核，就需要比較高的溫度。恒星在燃燒的過程當中，氫燃燒完畢之后，其中心會受到一定重力作用的強大影響，開始不斷的收縮。收縮過程當中，其溫度會逐漸升高。類似這種收縮的過程其實是可以循環往復的。因為溫度會隨著半徑的擴大而逐漸減小。恒星在燃燒比較重的核（如氦）的時候，中心外圍可以燃燒比較輕的核。恒星的演化就是這樣一個不斷燃燒的過程。

通過以上論述可以知道，原子核天體物理方面的研究已經有眾多成果。相關的科研人員通過觀察、檢測和計算、建模等手段對于原子核天體物理進行相關的研究。但是原子核天體物理作為一個比較深奧的學科，還有很多未知的領域需要人們不斷探索與發現，當前原子核天體物理探究的比較基礎的任務之一就是探索基本粒子的起源。

五、結語

我認為原子核天體物理不僅是當前天體物理學探討的焦點，還將進一步加深人類對于宇宙空間和基本物質的認識。當前中國在原子核天體物理方面的研究已經越來越深入，抓住時機，培養相關方面的人才，我們一定會掌握原子核天體物理的奧秘，在這一領域當中發光發熱。作為一名高中生，努力學習天文和物理知識，才能更好的探索宇宙的奧秘，推動人類文明的進步。

參考文獻：

[1]張貴林，韓景春.“平均核子能”概念的引入[J]. 菏澤師專學報（社會科學版），1991（03）.

[2]A.湼斯米揚諾夫，汪容，黃孝楷.自然科學與技術科學的成就與任務[J].科學通報，1954（07）.

[3]John H.SchWarz，蘇元淞.超弦理論簡介——完成愛因斯坦統一場論的構想[J].世界科學，1989（04）.

[4]孫保華，孟杰.原子核質量精密測量的研究進展[J].物理，2010（10）.

[5]陳建生，楊戟.《國家重點基礎研究發展規劃》項目：“21世紀天體物理重大問題：星系形成和演化”項目介紹[J].紫金山天文臺臺刊，2003（01）.