一看就懂
什么是
萨哈电离公式
隔着光年,量出星星的体温
讲给每一个好奇的人
看文字稿
下面是视频旁白的全文。
萨哈电离公式,到底在算什么?先想象一个挤满人的舞池。一对对舞伴,手拉着手。每一对舞伴,就像一个原子。中间的大个子,叫原子核。拉着它转的小个子,叫电子。音乐越快,大家撞得越狠。撞狠了,小个子就松开手,自己跑开。原子丢了电子,这件事叫电离。
可是,跑开的小个子转着转着,又会撞见一个大个子,重新拉上手。一边有人松手,一边有人拉回来。萨哈公式算的,就是两边打平的时候,有多少对是散开的。它只看三件事。第一,有多热。越热,松手的越多。
第二,有多挤。人越挤,跑开的小个子越容易撞回去,散开的就越少。第三,手拉得有多紧。氦原子拉得特别紧,氢原子居中,钠原子一撞就松。一九二零年,印度物理学家萨哈写下了这个公式。他想读懂的,是太阳的光。
星星的光拆开来,里面有一道道暗线,像条形码。哪种原子、松没松手,留下的暗线都不一样。有了萨哈公式,天文学家就能从条形码,读出星星有多热。蓝白色的星最热,红色的星最凉。一九二五年,年轻的天文学家塞西莉亚·佩恩用它算出:星星几乎全是氢和氦。当时很多人不信,后来证明她是对的。
这个公式还能往回算。宇宙刚诞生时,热得所有舞伴都散着。大约三十八万年后,宇宙凉到三千度左右,舞伴们重新拉上手,光终于能穿过去。夜空里的每一颗星,都是一个巨大的舞池。看懂谁和谁拉着手,我们不用飞过去,也知道它有多热、是什么做的。
1
一句话
热气体里的原子,像一对对手拉手的舞伴。萨哈公式算的是:在这么热、这么挤的时候,有几成松开了手。
2
你以为的
和真实的
你 以 为
想知道星星多热、是什么做的,得飞过去量
最近的星星也远得飞不到
其 实
看它的光就够了
光里有一道道暗线,像条形码。萨哈公式教人从条形码里读出温度
说白了:星光是信,萨哈公式是字典。
3
舞池里
在发生什么
① 撞开越热撞得越狠,小个子(电子)松开大个子(原子核)跑掉。这叫电离
③ 打平松手的和拉回来的一样快时,散开的比例就定了。公式算的就是这个数
5
它帮人类
读懂了什么
1920 年印度物理学家萨哈写下公式,想读懂太阳的光
1925 年佩恩算出:星星几乎全是氢和氦。当时很多人不信,后来证明她对了
宇宙变透明大约 38 万年时凉到三千度左右,舞伴拉上手,光能穿过去了
今天公认:银河系里约 74% 是氢,24% 是氦,剩下所有元素加起来只占 2%。
6
它也有
算不准的时候
只管又热又稀、已经打平的气体
气体太挤,或者松手和拉回来还没打平,它就算不准了。科学家会换别的办法。
不用飞过去,
也知道星星多热
下次抬头看星星:每一点光,都是一张写着温度和成分的条形码。