文档介绍：黑洞
天体物理学

大家都知道恒星，例如太阳，是靠核聚变辐射光和热的
这个概念在“主序星”阶段是正确的
在了解“主序星”之前，先探讨一个问题
为何太阳的体积是那么大？
目前公认的太阳半径测量结果是 696000km，地球半径是 6 千多 KM，
也就是说太阳的半径是地球的 100 倍出头
那么为何太阳的半径就是这么大，不是 6km，也不是 6 亿 KM 呢？
这里有一个平衡存在
即：太阳的辐射压力和太阳的引力维持平衡
例如有一个氢原子在太阳表面，那么太阳释放的光和热会迫使这个原
子飞离，而太阳引力使得这个原子落入太阳内部，这两个力基本维持
平衡
（当然，日冕层即太阳高空的原子收到的辐射压力更大，因此飞离太
阳表面趋势增加，形成太阳风，但飞离的部分和太阳整体体积相比，
九牛一毛，大体还是相对平衡的）
那么，类似于太阳的其它恒星呢？
于是，天体物理学家就把很多恒星的数据记录下来，
然后以表面温度作为 x 轴，光度作为 y 轴，画在了坐标内
这就是有名的赫罗图
结果惊奇的发现，大部分恒星在赫罗图中的位置，是落在左上到右下
的斜线中的接下来再通过研究，会发现，在这条斜线中的恒星，维持
其发热的能量，都是来源于氢聚变为氦的过程。
而由于采集的恒星是随机的，因此可以认为，一颗恒星的大部分时间
都在这条斜线中度过。也可认为，恒星通过氢聚变提供能量，在其生
命周期中占了大部分时间。于是，这条斜线就叫做“主序”，在主序
阶段的恒星，也叫做“主序星”。再仔细分析主序阶段的恒星，会发
现，其质量也按一定规律排序，越重的恒星越在左上方，越轻的恒星
越在右下角。因此，如果将 y 轴刻度按恒星质量来标注，得到的图的
本质也是赫罗图，而且分布规律也是一样的。
最后，观测银河系中的几个星团，将星团中恒星标注在赫罗图上，会
发现，不同的星团，主序往左上角延伸到一定程度就拐弯并断裂了。
由于星团的恒星基本是在同一时间（就宇宙 150 亿年的时间来说，
即使是 100 万年，也可认为是同一时间）诞生的因此，可以推断出，
越亮越重的恒星，越早离开主序阶段。
也就是说，越重的恒星，命越短。
为何有此规律？很容易理解，因为恒星散发热量是朝着 3 个维度散发
的，因此，重量提高，虽然携带的核燃料更多，但散发速率是 3 次方
的关系，因此燃烧速度也必须 3 次方，才能维持平衡。
如果将恒星在主序的生命时间标注起来，就可以得到这张赫罗图
？
由于主序阶段的能量都是原子氢核聚变，因此，离开主序的恒星都不
是氢核聚变引起的随着时间的延续。
太阳（其它大于太阳质量或小于太阳质量的恒星均如此）中的氦越聚
越多，最终引发了氦闪耀，此时，太阳也就离开了主序阶段，进入红
巨星阶段。
此时的太阳体积膨大，因此光度将非常大，而表面温度降低，因此它
将落在赫罗图的右上角。
由于红巨星阶段表面积非常大，因此为了维持压力平衡，所以输出的
能量也必须非常大，而且氦的燃烧释放的能量和氢相比，又少的多。
因此，恒星在氦燃烧阶段是不长久的，公认的说法是太阳质量的恒星
的氦燃烧阶段是 100 万年（氢燃烧即主序阶段是 100 亿年)。
氦燃烧的灰烬将是多种的，一般为碳。于是，太阳中心就多出了一个
以碳为主的核心。而碳在太阳那么大质量引起的压力下，是无法进行
核聚变的。
表面残存的氢和氦层会逐渐以强大的太阳风形式吹离，最终露出裸露
的核心。
这就是我们常说的白矮星。它有着极小的光度（因为核心半径很小）
和极高的表面温度（恒星核心的温度），因此它将落在赫罗图的左下
角。
由于白矮星不再有核聚变，因此随着辐射，白矮星会逐渐冷却，最终
变成黑矮星。其实这个冷却是一个长期的阶段，因为它表面积太小了，
甚至可以认为它是一个热的绝缘体，一般天文界认为宇宙到现在还没
有一颗黑矮星存在（还没有已经变凉的白矮星）。
由于其主要成分是碳，再加上高压和高温条件下逐渐冷却（和火山口
的碳类似的环境），因此它冷却后不是石墨状态，而是金刚石状态，
也就是说，是一颗巨大的钻石星球。
？
如果当一颗恒星演化到红巨星阶段时，还保留 8 个太阳质量以上的重