了解一下，宇宙物质的基本规律和物质状态，泡妞更拉风

　　这个话题还是我上大学的时候，哥儿几个在寝室里卧谈的时候提起来的。那时候，物理系的毕业生工作不好找，大家没事就一起讨论毕业了能干啥，最后一致认为，跟妹子聊聊物理，一定相当拉风。所以本文的写作目的就是要给还没找到另一半的兄弟们普及天体物理知识，增加点饭后的谈资。
　　天体不仅包括我们通常所说的恒星、行星、星系，还包括很多的星云和其它的宇宙尘埃，这些天体的物理状态涵盖非常广的范围，天体物理就是一门解释天体的层次化和各层次的结构和演化的科学。
　　天体物理学是以物理学为基础的，由于天体同样是由原子、分子、离子、电子、光子、原子核等微观粒子所形成的巨大集团，所以，物理学中关于粒子运动和相互作用的定理定律都是描述天体现象的基本定律。
　　在宇宙中，没有完全孤立不受其它粒子相互作用的粒子，规律通常是通过所谓的＂因果关系＂存在于世界之中，因果关系通过粒子间的相互作用体现出来。在物理学中，表现为最基本的四种相互作用：电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用和引力相互作用。
　　对于构成天体的物质来说，大部分都处于热动平衡状态，所以热力学也是天体物理学的另一个基础。
　　由于目前的物理学仍然不够完整，同时宇宙又是如此复杂，所以并不能用已知的物理定律演绎和推导出全部的天文学。但这并不影响天文学家把物理和数学作为阐明天文观测资料的最基本工具。
　　目前，我们所说的宇宙指的是可观测宇宙，用科学术语来说就是哈勃球之内，这是一个以地球为中心空间半径大约460亿光年，时间跨度为130亿年的一个巨大球形时空。在这个时空之内，拥有非零质量的粒子数目约为10^80。
　　宇宙中所有的粒子都是由基本粒子组成，从最简单的氢原子到星系团。这些粒子彼此相互作用，这些相互作用形成基本粒子的更高层次的系统，也就是宇宙的结构和演化的起因。
　　有高中物理知识的小伙伴就可以知道，物质的性质取决于构成粒子的能量和密度，天体的物态与构成他们的粒子的温度和密度密切相关。宇宙中天体的演化过程表现为物质从某种状态跃迁到另一种状态。在某个具体状态下的物质的丰度又随着时间变化而改变。
　　按照宇宙大爆炸学说，我们的宇宙在最初时，物质处于原始的火球状态，随着这个火球膨胀，物质在引力下收缩，强相互作用和电磁相互作用使粒子形成所有的其它物理状态。
　　由于物质在状态转变过程中同时伴随着能量的吸收和释放，当等离子体被挤压成中子气时，必须由压缩提供巨大的机械能量，对于演化末期的恒星来说，这些能量来自引力造成的塌缩。一颗恒星究竟能演化成白矮星还是中子星，取决于恒星的质量大小，即其自身能产生的引力大小。
　　宇宙中物质的密度范围跨度极大，高密度物质和稀薄的物质其密度相差40多个数量级。同时宇宙中物质的温度范围同样是极大，至少可以相差14个量级。粒子的动能范围则更广，大约有28个量级。
　　空间天文仪器检测到的宇宙高能粒子，其能量可以达到10^21eV，而目前实验室中的粒子加速器只能达到10^11 eV。可以看出，无论是密度、温度还是能量，物理学家们能实现的物理条件是无法与宇宙中存在的极端物理条件相比的。
　　在人类生存的地球上，物质有四种状态，即：固态、液态、气态和等离子态。前面三种在宇宙中罕有，但第四种却是宇宙中最主要的物态。所谓的等离子态，其实就是由离子、电子和中性原子组成的物质聚集状态。在完全电离的情况下，等离子仅由离子和电子组成。我们的太阳就是这样一个巨大的等离子球。
　　宇宙中所有的物质的原子都经历过等离子这个物态，在星系的前阶段，所有物质以轻元素（氢和氦）等离子体形式存在。宇宙中的大部分物质（不是全部）在某些时期都要经历恒星相；在热星内部通过损失氢而增加重元素（热核聚变）。所以，宇宙中物质的平均原子数是增加的，而热核反应则是恒星的主要能源。
　　我们的银河系中，绝大部分物质是由恒星形式的等离子体所组成，星际尘埃仅占星际物质质量的百分之几，而星际物质大约是星系质量的百分之几（星系中还含有暗物质，只不过这种假说还有待证实。）
　　在距离恒星较远的地方是星际物质，它们呈中性，但在星际光子和宇宙射线的作用下，也可以产生微弱的电离。在银河系中，这些星际物质分布在银河系的旋臂和旋臂间，平均密度大约为3X10^-8个原子每立方米。
　　由此可见，咱们的银河系中，所有的可观测物质（99.9%）都是处于等离子态，星际尘埃仅占很少的部分，以太阳系为例，固态物质仅占0.1%，所以电磁相互作用在银河系中占有重要地位。
　　文章有点长了，就不做更多介绍了，以后有机会再为各位小伙伴补充。总结一下，天体物理学是天文学的一个分支，是应用物理学的技术、方法和理论，研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的科学。同时天体物理学也是物理学的一个分支。
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