亥姆霍兹-开尔芬收缩时间

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亥姆霍兹-开尔芬收缩时间( Helmholtz-Kelvin contraction time ),引力收缩的时标。亥姆霍兹于1854年提出引力收缩是恒星的能源。他假设太阳和其他恒星在自引力的作用下不断收缩而释放能量。对于质量和半径分别为M和R的星体,其引力势能Ω=-ηGM2/R,式中G为引力常数,η为与质量分布有关的因子,量级为1。根据维里定理,对于一个处于准稳定平衡状态的无转动星体,在引力收缩时,R变小,引力势能也相应变小,一部分引力势能将转变为星体内能U:

星体内能.gif

式中 r为大于1的多方物态方程(见 多层球)的幂指数;另一部分将转变为辐射能:

辐射能.gif

对于稳定星体 ,

稳定星体.gif

故Δ E>0。星体的光度为:

星体的光度.gif

如果原始星体物质处在无限弥漫状态,则它收缩到半径为R的球体的时间约为:

亥姆霍兹-开尔芬时间.gif

这就是亥姆霍兹-开尔芬时间。对于太阳来说, r=5/3, t≈5×107年。