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1955 年,进军红巨星

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1955 年,进军红巨星
 
 
在这一年里发表了一篇由两位伟大的天体物理学家撰写的文章。这篇文章的篇幅很大,因而没有在通常的美国《天体物理学报》上刊登,而是在与它平行的增刊中刊登出来。其一位作者是弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle),另一位作者是马丁·史瓦西(Martin Schwarzschild)。当时霍伊尔已经是爱丁顿剑桥大学的教授,并发表了很多重要文章,其中包括关于恒星化学元素起源的论述。同时他还有时间写一些科学幻想小说。他写的《黑云》就被译成很多种文字,甚至有一次在德国广播电台作为广播剧演播。另一位作者马丁·史瓦西,当他的父亲(天文学家卡尔·史瓦西,我们以后还要讲到他)去世时年仅 4 岁。正如他后来所说的,他从儿童时代  
起就对天文感兴趣,但在一段相当长的时期中想成为商人的愿望妨碍了他从事天文事业的决心。后来使他真正成为天文学家的原因,是他缺乏撇开父业,自选另一种职业的独创性才能。1935 年他在哥廷根获得博士学位。人们说,史瓦西和罗特席尔德(Rothschild)都是来自法兰克福犹太人聚居的同一条胡同。不过当时对于年轻的天文学家来说,与其生命相关的问题是要尽快地离开第三帝国的德国。他那留在德国的兄弟后来自杀了。马丁·史瓦西从挪威来到美国,并在战后成为普林斯顿大学的教授。
 
战后史瓦西的普林斯顿学派构造了主序星模型,并试图研究在恒星中心的氢耗尽以后的性质。1955 年他们的工作取得了很大的突破,第一次推算出一颗恒星是怎样从主序演化到红巨星的。
 
当时计算机已在很大范围内被应用到天体物理中,霍伊尔和史瓦西利用计算机模拟恒星的演化。时隔不久,我也有幸效法了他们的工作。
 
1957 年秋天,斯特凡·特梅斯瓦里(Stefan Temesvary),1915-1984)和我在哥廷根的伯廷根街接连很多夜晚坐在 G2.的旁边。G2.就是由海因茨·比林(Heinz Billing)和他的同事在马克斯-普朗克物理研究所特制的计算机。在那个时候计算机还不能成套地买到,只能在研究所内自己制造。今天带程序的台式计算器的功能常常和当时由电子管做成的,能够装满一间房子,并使房子加热的计算机的功能相同。当时天体物理研究所的所长路德维希·比尔曼(Ludwig Biermann)让我们利用这台计算机,并按照我们自己改善了的计算方法重新做霍伊尔和史瓦西的工作。
 
如果将我们当时采用的方法和今天的相比,就会知道现在的进步有多么大。当时为了计算恒星模型,需要任意地选取一组光度和表面温度的实验值,再一步一步地向内进行积分,一直积分到中心附近,但发现这个模型一点意义也没有。用数学的语言来说,就是在中心附近不能满足内部边界条件。于是整个计算又得从头开始,即利用改进的光度和表面温度值重复计算,争取能够较好地满足内部边界条件。要想得到一个合理的模型,需要进行许多次由恒星表面向内的“积分”。当时进行这样一次计算,犹如到恒星去旅行,它需要 5 个小时,并且还要求计算机在这 5 个小时内不出毛病,否则又得重新开始。而今天在同一研究所(在此期间这个研究所已迁到了慕尼黑)里的计算机计算一个完整的恒星模型只需要几秒钟。之所以能够这样快,不仅是计算机的功劳,同时也应归功于贝克里(Berkeley)的一个人以及他的同事们。
 
关于这些我将在下章里报道。现在我们要讨论类似于太阳的恒星在氢燃烧完毕以后的性质,即讨论我们太阳的命运。正如以后将会看到的,它将直接关系到我们在这个行星上的未来。  
 

来自奇点天文网

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