造父变星的箱式模型
恒星是通过它本身的引力而聚集在一起的。在一颗普通的恒星里引力和气体压力正好处于平衡。我们常说的恒星的这种平衡性质可以用一个简单的模型来使它形象化。在图 6-5(a)中有一个可移动的重活塞从上面将箱子密封起来，箱子内部有被活塞压缩并且逃不出去的气体。虽然重力企图将活塞向下拉，但它不能降到底部，它将停留在箱子的某一高处。因为如果活塞继续向下移动，气体就会被过度地压缩，气体压强将变得很大，迫使活塞又返回到静止位置。如果活塞静止了，那么作用在活塞上的重力和与它相反的气体压力正好处于平衡。这种状态和恒星内部每一点重力和气体压力的平衡状态相当。如果用强力将活塞由平衡位置往下压，然后松开，于是活塞开始振动。如果活塞的位置低于平衡位置，气体压力要大于活塞的重力，活塞将被向上推。如果活塞的位置高于平衡位置，则气体压强过小，重力将把活塞向下拉。这期间它不会简单地就停留在平衡位置上，因为当它处于运动时，它的惯性会使它超过平衡位置，从而使它在两个极端之间来回摆动。这就是说运动活塞是围绕一个中间位置而振动。在这里气体起着弹簧的作用，气体被活塞压缩时所得到的能量又在膨胀时还给活塞，而活塞在再次压缩它时又将能量给予气体，因此没有能量损耗。假定在模型中摩擦很小，可以被忽略，于是活塞就可以任意长时间地作周期振动。这种振动是非阻尼的，就是说活塞偏离中心位置的极大值是不变的。振动的周期由模型的特性决定，例如由活塞的质量以及气体的平均温度决定。
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恒星的情况大致和这相似。如果能把恒星从各个方向均匀地压缩，然后又松开，那么增大的气体压强又会把物质从各个方向向外推出去，并且物质被推出时要超过平衡位置。但这又造成重力大于气体压力，重力又要把气体拉向恒星中心，恒星将会脉动起来。一旦它离开了平衡位置，它就会继续振动。恒星振动的周期也和箱式模型的振动周期相似，只要恒星的性质如它的质量和内部的温度分布。已知时，就可以计算出来。
但是在这里我们无论对箱式模型或是对恒星都太简化了。活塞当然有摩擦损耗。给它一次冲击以后，它的振动会一次比一次减小，振动是阻尼的。经过一段时间以后活塞就停止了（见图 6-5(b)）。对于恒星来说，摩擦不很大，但有其他对振动起阻尼作用的机制存在。人们可以估计出来，一颗人为振动的恒星，在大多数情况下经过大约 5000—10000 次振动，也就是经过大约 100 年以后就会停止下来。但是我们由观测可以知道，造父星本身自 1784 年被发现以来，一直以不衰减的强度脉动。可是根据以上考虑，它的振动应该在相对较短的时间里降低下来。那么能够维持这颗恒星不断振动的原因何在？
爱丁顿在他的书中向人们展示了一种可能的机制。恒星的外层被来自中心的强度很大的辐射所穿过。为了能够用箱式模型来进行模拟，我们可以想象箱子是用对辐射透明的材料制成，辐射自左向右穿过箱子（见图
6-5(c)）。箱子内的气体假定和恒星气体一样对辐射不是完全透明的，它能吸收一部分辐射。
开始时使箱子变热，这样才能使箱内气体和外界的温度差增大，以维持每秒由箱子辐射出去的能量等于通过吸收从辐射中得到的能量。
将处于平衡位置的活塞向下推压一小段路程，则气体被压缩，它的压强和温度升高。原则上可以有以下两种可能性，即气体在最大压缩时吸收更多的能量，或者是吸收更少的能量。首先考虑第一种情况。如果在压缩时吸收变大了，那么当活塞在下面时就比在平衡位置时有更多的能量被吸收。由于这一附加的能量，就使得气体变热，压强增大。因为过压使得活塞强烈地向上移动，直到超过它的平衡位置。这时气体比平衡位置时更稀薄，温度更低，因而有较少的能量被吸收，气体又变冷，压强降低，活塞又被迫向下移动。即使有摩擦存在时也是如此。
在箱式模型中所发生的，也可以在恒星中发生。如果在恒星的某一层里，当物质被压缩时它同样具有能多吸收一部分能量，并将它转变为热能的特性，那么就能激发穿过恒星的辐射发生振动，因为当恒星被压缩时，由内部向外传递的辐射不能很好地穿过恒星的外层。这时气体变热并使恒星膨胀，即在压缩以后恒星会膨胀。当恒星膨胀到最大时，物质又过于透明，它能比正常情况透过更多的向外辐射，内部就变冷并使恒星收缩，即在膨胀之后又发生新的收缩。恒星物质对于向外的辐射所起的作用相当于一个阀门，这个阀门开和关的节奏和脉动节奏相同。
早在 1926 年爱丁顿在书中就已将这个机制阐明，但当时发生一个不幸的悲剧。在爱丁顿时代，人们对于辐射是怎样穿过恒星的详细过程还了解得很少。当时人们的认识是恒星物质具有相反的性质，即它在压缩时变得更透明，这样就出现和上述相反的效应。吸收机制正好起相反的作用，它不会激发振动，而是阻止振动。这就是爱丁顿直到死前把他提的机制放在一边，而不断去寻找造父变星产生脉动的新的解释的原因。
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