博友“何时能成”在他的博客中发布了关于超新星的几个问题，凑巧我最近在读霍金的著作，在这个方面有一点想法，因此斗胆做一些回答，肯定有许多不妥的地方，请大家指正。

问题1  超新星爆炸的能量来源问题。超新星爆炸时会释放出比正常恒星核聚变高出数万、上亿倍的能量，人类已知的释放能量最多的就是核聚变，那么超新星爆炸时，能在如此短时间内释放出如此大的能量，这是什么能？而且宇宙中的重元素，如铁等都是在超新星爆炸过程中聚合而成的，那么这些重元素的聚合需要吸收大量能量，而不是释放能量，这一过程应该抑制超新星的爆炸。

回答：恒星形成后，内部氢核聚变成为它的主要能源。由于恒星的辐射压力、气体压力与恒星的自吸引力趋于平衡，恒星基本上既不收缩也不膨胀，处于一生中时间最长的相对稳定阶段。质量大的恒星这一稳定时期较短，质量小的较长。

恒星最初的成分主要是氢，一颗恒星会花掉他大半生的精力去将氢转变成为氦。当氦的质量达到恒星质量的10～15%时，恒星的核心部分又因为引力而收缩，温度随之升高，达到1亿度时，3个氦核聚合为1个碳核的核聚变就要发生。这时星体的内部膨胀，星体的表面积扩大，温度降低，这就成了红巨星。

红巨星是太阳生命的终点。但对于质量比太阳大很多的恒星，燃烧完他们体内的H之后，他们再将He作为他们的燃料，之后是C、O、Ne、Si等等，一直到Fe。铁才是它们燃烧元素的终点。因为在燃烧铁这种元素的时候，不仅不能够提供热量，反而要吸收很多热量，所以铁这种元素，成了大质量恒星生命的终结。在这个时候，就有了核的塌缩，同时可能爆发超新星。

爆发的过程中释放的是引力结合能。尽管超新星非常的明亮，但是超新星爆发的能量仅仅是整个事件能量释放的冰山一角。理论预言当爆发恒星的铁核坍缩成中子星或者黑洞时，中微子带走了绝大多数的引力结合能。对超新星 1987A的中微子观测证实了这一预言。通常情况下，总能量中只有1%转化成了喷出物的动能，而其中又只有很少的一部分转化成了电磁辐射。能量是怎样从坍缩的致密核传递到被抛射的物质上去的呢？人们提出了很多模型，但目前还没有一个完全令大家信服的理论。

问题2  按一般超新星爆炸理论，当恒星晚期的白矮星质量聚集到太阳1.44倍，即钱德拉塞卡极限时，就会产生爆炸，而宇宙中有大量质量远大于太阳几倍几十倍，甚至上万倍的恒星，这些恒星在什么时间爆炸？

回答：现在每一秒钟在宇宙的某个地方都会发生超新星爆发。只不过有个别的我们能够观察到，大部分的我们观察不到而已。

问题3  一种理论认为超新星的爆炸是由于恒星的燃料耗尽后，恒星外层物质开始向内坍缩，而内核在巨大的引力下，已经坍缩成中子星，外部坍缩的物质撞在坚硬的中子墙上，产生强烈的反弹而引起爆炸。然而，从恒星的核心到外层间如何形成明显的界线？只是碰撞怎么会产生比热核反应还高得多的能量？

回答：似乎应该是恒星的中心向内收缩，外壳朝外膨胀。

当高能光子把铁核团打碎成单个粒子和核子（质子和中子）时，恒星的铁核就会出现引力不稳定。这时，核子和自由质子就会俘获电子，进而使压力大幅度下降，而且产生大量的中微子。后者可以毫无阻碍的离开恒星，直到密度上升为止。在1秒钟之内，恒星内部核区就会坍缩至核密度，但是由于核子简并和核力排斥作用会阻止其进一步的坍缩。此时，会产生一个流体动力学激波，并且通过仍在超声速下落的外部核区向外传播。

仅仅几分之一秒之后，情况就发生了变化。激波之后的温度会大幅度下降，以至于离开刚诞生的中子星的大量高能中微子会被后激波层中的自由核子所吸收。如果这一能量传递达到一定程度，就会释放出原来已经失速的激波，导致一次“延迟”的爆发。

所谓“中子墙”只是为了大家理解方便而进行的形象性处理。

问题4  恒星的中心真的会有极大的压力么？压力是由引力产生的，引力是物质的质量产生的，在恒星（也包括地球这样的行星）的中心点上，物质分布在它的周围，由于各向相抵，这一点的引力应该为零。星球的引力从表面开始，应该是向中心递减的，因此如何在中心首先产生中子核？（许多人怀疑月亮就是一个空心球。）

回答：为什么不建立这样一个模型呢？在你的左边和右边，各有一个地球质量的物体，由于你给它们的支持力而使得它们没有吸引到一起。那么你将承受多大的压力呢？同样利用对称性，就可以理解恒星中心的巨大压力了。

问题5  上个月报导美国和加拿大天文数字家在距地球40亿光年处发现一颗超新星，它的质量不但超过了钱德拉塞卡极限，达到二倍的太阳质量，这不仅对传统超新星理论生产颠覆，而且在它周围发现了暗能量，这种暗能量与驱使宇宙加速膨胀的能量有什么关系？

回答：恒星的质量不同，最终的结局也不一样。质量小于1.44个太阳的变成白矮星；质量在1.44～2个太阳之间的，成为中子星；质量在2个太阳以上的，会发生核的塌缩，塌缩到某一临界大小后就成了“黑洞”。

实际上，所有的星体都会发生塌缩，在塌缩的过程中都会向外抛射物质和辐射能量，只不过不同质量的物质辐射出来的能量不同，在地球附近观察到的亮度不同而已。你所说的报道中，恒星的质量达到2倍的太阳质量的这个天体，正处于形成中子星（超新星爆发之后的产物）的范围之内。“钱德拉塞卡极限”说的是恒星最终塌缩为白矮星的质量极限。

请各位斧正。

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