充满诗意的物理学，说说物理学和天文学那点事

自从我进入媒体行业，我也写了许多科普文章，其中物理学是我写得最多的。当然，为了科学，我的很多内容都不可读，所以流量不是很好。这充分证明了霍金所说的“如果再增加一个公式，一半的读者将会迷失”。今天我们仍然会谈论物理学和天文学，但是这次，我的朋友们，不要担心。这篇文章充满了诗意，而不是公式。

让我们首先把思维转向天文学。这不是因为许多诗人为太阳、月亮和星星写了许多美丽的诗，而是因为天文学本身总结和概括了恒星和行星的运动规律，这使得物理学真正开始了。理解这些恒星和行星的规律是物理学的真正开端。我们不会在这里重复这段历史。我和我自己已经写了很多，这些都不是我想说的重点。我想在这里强调的是，物理学对天文学最大的贡献是发现所有的恒星都是由和地球一样的原子组成的。

嗯，我想应该是那些最失望的诗人在这里看到的，因为物理学家剥夺了他们赞美星星之美的权利，星星已经变成了原子球。但这是事实吗？不，我不知道有多少像我这样的人在半夜睡不着的时候爬到楼顶去看星星。夜空的浩瀚拓展了我的想象力。凝视着四季的夜空，我可以看到几百万年前发出的星光。

这是一片浩瀚的星海。我是这幅壮丽图画的一部分。我身体的组成是由一颗被遗忘的恒星喷发出来的，就像在宇宙的一个角落里喷发出来的一样。如果我们身边碰巧有一架天文望远镜，即使是一架70毫米的折射望远镜，我们也能看到夜空中发生的更多细节。

月球表面崎岖不平的环形山、木星的彩色条纹和土星环。如果我们使用更大口径的望远镜，那么，让我告诉你，这些天我在犹豫是否要买一面150口径的牛镜，我们可以看到更深远的恒星。你可以看到那些星系和星云，它们从某个起点向四面八方扩散，它们可能在某个时间某个起点聚集在一起。

这是一幅多么美妙的图画，它的意义是什么？他们为什么这样做？理解这些问题不会削弱我们对宇宙的神秘感。因为事实比过去任何艺术家想象的都要精彩。为什么现代诗人不赞美他们？如果木星是一个人，他可以赞美它，现在我们发现他是一个由甲烷和氨组成的巨大气团，我们必须保持沉默。这是什么样的诗人？

你怎么知道地球上所有的恒星都是由相同的原子组成的？

这是因为原子发出特定频率的光，就像不同的乐器有自己特定的音色一样。乐器可以发出自己的音高和声音频率。当我们听到乐器的演奏时，我们可以区分不同的乐器。由于眼睛不能像耳朵一样分辨，我们不能指出混合光中包含的光的频率。但是物理学家可以用分光计来分析光的频率。

这样，物理学家就能看到不同行星上原子发出的真正“音调”。在所有元素中，有两种是在其他星球上在线发现的，后来在地球上也发现了。一种是氦，是在会后观察太阳光谱时发现的。它的名字也源于此。锝元素是在一些冷恒星上发现的。

发现其他行星的组成与我们地球上的元素组成相同，这使人类在了解恒星方面向前迈出了一大步。今天，科学家们已经对原子有了更多的了解，特别是在高温和不太稠密的情况下原子的行为，所以他们可以用统计力学来分析恒星物质的性质。尽管科学家仍然无法复制地球上行星的状态，但他们经常可以用基本的物理定律准确或非常接近地告诉我们将会发生什么。

通过在这里写作，我想你已经可以看到物理学已经在帮助天文学。

事实上，今天我们对恒星(如太阳)中物质分布的知识比我们对地球内部的知识要好得多。也许许多小伙伴会认为，对于那些遥远的恒星，我们唯一的方法就是通过望远镜看到一个小光点。理解它们内部的情况应该非常困难，但事实上，科学家比你想象的更了解恒星内部发生的事情，因为在大多数情况下，科学家可以计算出原子的行为。

最令人印象深刻的发现之一是保持恒星发光的能源问题。它的发现者之一，侯特曼，曾经对人们说，“当我们的文章完成时，我曾经在黄昏时和一个美丽的女孩散步。天空变暗了，星星一颗一颗地出现了。非常壮观。我的女伴哭了，“多么美丽的星星闪烁！”我沾沾自喜地说，“我从昨天起就知道它们为什么会发光了。”她似乎没有任何反应。你真的相信我吗？我想那时候对她来说并不重要。”

正是因为氢原子核的“燃烧”为太阳提供了能量。在这个过程中，氢聚变是一个氦核。在恒星的中心，各种化学元素最终由氢产生。构成我们身体的物质在某个星球上“烹饪”(超新星爆炸)后被喷射出来。

我们怎么知道的？

因为有线索可以追溯到。不同同位素的比例——碳12、碳13等等——不能通过化学反应来改变，因为两种同位素的化学反应是相同的，而且化学反应不会改变原子的类型。它们的比例完全是核反应的结果。

科学家检查这些熄灭和冷却的恒星的灰烬。嗯，我们实际上是这些“灰烬”的产物。通过检查这些产品中各种同位素的比例，我们可以发现构成我们身体材料的炉子是什么样的。

这个熔炉非常像一颗恒星，所以我们的元素很有可能是由恒星构成并在爆炸中喷射出来的，我们称之为新星和超新星。看，天文学和物理学的关系是如此密切，随着科学的发展，当然主要是指物理学的发展，我们将能够发现更多的宇宙奥秘。