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量，那么这样的核电站会产能更多，特别是氢核聚变的产能率最大。太阳像大多数恒星一样，主要是由氢组成。因此我们要问，太阳的辐射是否可能由氢聚变来补偿？以后我们将会看到，氢的聚变确实是太阳的能源。在第3章里我们将要详细讲述在恒星内进行的核过程。不过在证明核反应维持了太阳的生命，从而也维持了我们的生命以前，我们应假想一下，假如在太阳和恒星内氢原子不断地聚变为氦原子，并释放出核能来维持恒星的辐射，其后果是什么。当1克氢原子核聚变为氦核时，可以从这1克物质中释放出6300亿焦耳的能量，这相当于燃烧相同质量的烟煤所获取的能量的2000万倍。因此核能可以使太阳的寿命延长2000万倍，达到1000亿年的寿命。这样我们终于找到了一种可以维持太阳辐射达数10亿年的能源，即氢转变为氦时所释放出的核能。据估计太阳中的氢所能提供的核能可以维持太阳辐射1000亿年，实际上这有点过于乐观了。因为太阳只有70％是由氢组成，所以它的核“燃料”要小于估计值。正如以后我们将会看到的，如果在一颗恒星内有10％到20％的氢被燃烧掉，它就会明显地呈现出核能被耗尽的种种现象。所以我们认为，太阳可以均匀辐射约70亿年，这个时间显然比地球上有生命存在的时间长得多。正像我们用肉眼所看到的7000颗恒星或是用望远镜所看到的数目更多的恒星一样，太阳也是一颗恒星。除少数例外，它们主要是由氢组成。假若它们的辐射完全是由氢聚变为氦所提供，那么可以计算出它们所贮存的核能可以维持多长时间，对于太阳是70亿年。不过还有更早就把氢消耗尽的桓星，例如室女座中最亮的一颗恒星——角宿一。由于有一颗伴星围绕着它运动，所以我们能测定它的质量（见附录C），它的质量大约是太阳质量的10倍。我们还知道它的辐射比太阳强10000倍。由于质量大，它所贮存的核燃料约为太阳的10倍，因此它的辐射比太阳大得多，使得它把氢耗尽的时间比太阳短1000倍。这样角宿一只能辐射几百万年。相对宇宙历史长河来说，这样的时间间隔确实很短。我们只要想一想，早在100万①年以前地球上就已经有像爪哇森林中的猿人那样的高级哺乳动物了。恒星的衰老太阳和其他恒星的核能储备量虽然很大，但是随着时间的流逝它终将耗尽，恒星必然会变老。我们能否成为恒星生命史的直接见证者？我们能①我经常在一些报告中用爪哇猿人作例子。有一次一位德国有名报纸的记者找我说，他想把这个报告写一篇文章，但是他还需要有照片。问我是否知道，从哪里可以得到一张爪哇猿人的照片。我指出，我实际上是在讲恒星，只是在一个附带的例子中提到猿人。如果给出几张爪哇猿人的照片，会使人对我们的题目产生错误的印象。他考虑了一下说：“我明白了，那么我们就用一张您的照片吧！”
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够跟踪天空中的某颗恒星，看着它是怎样逐渐把能源耗尽而最后消失掉吗？以太阳和角宿一为例，如果以人的生命历史来衡量，它们的变化进行得如此之慢，以至现在用肉眼所能看到的恒星的性质，和公元前150年希腊天文学家喜帕恰斯（Hipparchus）所看到的没有差别。在我们这颗行星上出现懂科学的智慧人类以来的时间很短，人类至今还不能直接记录恒星随时间的演化过程。虽然我们也发现一些恒星的亮度会随时间的变化而变化，但这只是一些起伏现象，和恒星的演化效应不是一回事。可以把它们比作蜡烛中的火花。火花和蜡烛中存储的能量全部耗尽，即与蜡烛烧尽没有直接的关系。我们没有直接观测到恒星的老化现象。假如我们能有足够长的时间等待，那么应该能够觉察到恒星的衰老。一个想要知道恒星随时间演化规律的天文学家，可以和一只想在短暂生命中了解人类衰老过程的果蝇相比拟。我们置身于它的地位来想想：如果它从早到晚总在观察一个人，那么它不会发现这个人有明显的衰老。人变老远比果蝇变老要慢得多。果蝇可以观看到各种类型的人：女人和男人，矮个子的和高个子的，浅色皮肤的和深色皮肤的。它并不知道，它所看到的是不同类型的人，还是同一类型而处于不同老化阶段的人。它只是在它的生命中看到人类的一个瞬时的情形。它不知道，一个矮人是不是永远是矮的，浅色皮肤的人会不会演变成深色皮肤的，男人会不会变为女人。当我们观测恒星时，我们也处于同样境地。我们只看到恒星总体的一个瞬间图形，看到有各种类型的恒星，例如看到有一颗奇怪的星围绕着天狼星转动。天狼星的伴星天狼星是夜空中最亮的恒星。1844年柯尼斯堡天文台的台长弗里德里希·威廉·贝塞尔（FriedrichWilhelmBessel）观察到天狼星在天空中进行很小而规则的周期运动（见图1…1）。贝塞尔由此得出结论，天狼星肯定有一颗伴星，它和伴星一起围绕着共同的重心以50年为周期进行运动。因为当时不曾看到这颗伴星，这个推测曾经遭到怀疑。1862年美国剑桥港的一位有名的望远镜制造者阿尔万·乔治·克拉克（AlvanGeorgeClark）检验他给芝加哥天文台制造的一台折射望远镜的光学系统。当他把望远镜对准天狼星时，他发现在紧靠亮星的地方有一颗很暗的，勉强能观察到的小星，它就是贝塞尔推测的天狼星的伴星。■今天我们对这两颗星有了更多的了解。它们每隔49。9年绕共同的重心运动一周。通过对这个双星系统的运动情况的研究，可以知道它们是由引力而联系着的双星。主星称为天狼A，是由2。3个太阳质量组成。长期测不到的第二颗星称为天狼B，它的质量比较小，大约只有1个太阳质量。
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这两颗星完全不同。天狼A相当于太阳的两倍，在它内部平均每立方厘米体积中包含四分之一克的物质，比太阳内部每立方厘米体积中所包含的物质少（太阳每立方厘米体积中含1克物质）。天狼B的半径约为太阳半径的百分之一，但它的质量却和太阳质量相同，所以在它的内部物质被压缩的程度比在太阳内部强1