第四章 入学第1日(1 / 3)

“天体物理学或者说恒星物理学不像其他领域的物理学那样可以用实验研究学习，因为我们不可能为了测试、验证理论假设而去设计并进行实体实验。”

纯白的墙壁，黄木座椅式课桌，闪烁着冷光的巨大电子屏幕，还是那间中型阶梯式教室，还是那位喜欢穿格子衫的教授。

“南扎尔教授，那请问我们该如何证明结论是否正确呢？”

显然头顶光秃秃的老者很喜欢学生们提问题，毕竟一个人的独角戏不好唱。

“我们只能通过观测到的证据来预测或者是推论，再以可以支持其结果的现有理论来验证，说实话，有时候我觉得我们的工作与侦探相当。

根据经验，如果一个理论经受住了两种截然不同而又独立的观察检验，并且没有发现相互矛盾的证据，我们就认为观测结论是有效的，或者说极有可能是有效的。”

台下一群新生懵懵懂懂地点了点头，就在这时，聪颖的学生意识到了一个问题。

“仅凭观测我们又能获得什么数据呢？”

“是啊，信息非常有限。”

南扎尔抚摸着浅棕色的大胡子，不由得笑了起来。

“哈哈哈，菜鸟们你们说的不错...我们能从单个恒星收集到的信息的确是有限的，观测到的主要特征之一便是视亮度。”

“视亮度？！那是什么？”

“别着急，年轻人，听我说完。视亮度即集热器也就是天文望远镜在每个单位面积上观测到的恒星在单位时间内所释放的辐射量。

这就是所谓的辐射通量，我们也称之为所观测到的亮度，但是...注意了亲人们，这并不是所观测恒星的固有特性，因为视亮度取决于恒星与观测者之间的距离，我们不知道这段距离中间到底有多少星体会影响到光源...当然，至于源的问题等第三年的时候岩西主任会和你们细讲。

其他的我们先不考虑，姑且将恒星的光度定义为L，也就是单位时间内恒星所释放出的能量；如果我们把恒星当作一台发动机，那么光度L就是它的功率。”

说着，南扎教授便在平板上划拉了几下，然后抓起一团空气丢向了后方。

“由于功率也在时间单位内，不考虑其他因素我们姑且将能源体与观测者的距离定义为d，由此我们可以得出辐射通量......”

大屏幕上出现了一行公式：Ib=L/（4πd*d）

“菜鸟们，我考考你们，你们能从这个公式中得到什么有用的公式？我把太阳的光度给你们，3.85乘以十的二十六次方J/。”

“这还能得到什么？”

“是啊，教授你在开玩笑吧。”

唐珂发现教室内除了一小部分起哄的人，其他人都默默低下头在笔记本上写了起来，尤其是那天迟到的黑发青年，还有那个看上去就很神秘的白头少年。

幸好土桑大学大多都是阶梯式教室，她身体向前躬整个人都趴在了前方的座椅上，偷偷打量着正在奋笔疾书的黑发青年，只见那咖啡色的笔记本上写着：

恒星所产生的表面温度可能就记录在光谱中，这样一段连续的光谱与黑体非常相似。

所以恒星的有效温度也可以定义为发出相同辐射通量的黑体温度...而且大部分辐射来自光球层，就算有误差但也能提供一个很近似恒星外层温度的值。

假设R是恒星半径，表面通量是L/（4πR*R）......

再借用斯蒂芬玻尔兹曼定律，可以得到σ*T^4=L/（4πR*R)

那么这个大型能量源的功率也就是所谓的恒星光度也就近似于：

L=4πR^2σ*T^4

......

根据维恩定律，最大辐射波长λ*T=tt，恒星的表面温度应该在在几千到几十万开尔文之间......

构成恒星的化学成分也可以从光谱中推断出来，每种化学元素都有其特有的一组光谱线。在不断叠加的连续光谱上，发射线和吸收线会告诉我们答案......只不过光球层非常薄，我们无法判断出恒星内部的情况......

“那个...这位女士请问你有什么事情么？”

只见那位长相还算不错的同胞转过了头来，一脸温和地看着她，只不过那双浅棕色的眸子却很冷。

“哦！没有没有，我就是随便看看...话说你写在笔记本上的σ是什么意思？”

“那是玻尔兹曼常数。”

“哦哦...常数啊。”

其实唐珂压根没听懂，反正已经给人家发现了，死猪不怕开水烫，她继续厚着脸皮问询道：

“这个σ乘以T的四次方是怎么回事啊？我们有学过这个么？我怎么一点印象都没有。”

“斯蒂芬玻尔兹曼定律，E=ε*σ*T^4，呵呵，这里确实没学，但是网上可以查。”

“哈哈哈...是嘛？大神，请问这几个东西都是什么意思啊？”

楚星玄侧过头凝视了青发女孩几秒钟，只不过对方似乎没什么自觉，那张平平无奇的面容上出现了一抹困惑，歪着头，似乎在询问他为什么不继续讲了。

“E是物体在温度T时单位面积和单位时间的红外辐射总能量，ε是比辐射率，σ刚才讲过了，T你就当做有效温度就好了。”

“哦，原来如此，可是这个定律为什么可以带到南扎尔教授给我们的公式去？那两个E又去哪里了”

“你...真的什么都不知道？”

唐珂捋了捋脸颊一侧的浅青发丝，尴尬地笑了笑。

“去掉无量纲化的单位，剩下的不是一目了然么？”

回应青年的还是一副不失礼貌的笑容。

“就算不清楚概念，光看单位也可以看出...唉，算了。”