每秒消耗500万吨物质,已经连续46亿年,太阳为何还没烧完?

2021-03-01 网络
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原题目:每秒消耗500万吨物质,已经连续46亿年,太阳为何还没烧完?

人类伴随着太阳东升西落,日出而作日落而息已经成为人类的生活习惯,太阳不仅仅对于人类必不可少,地球上的所有生命都沾恩于太阳的发光发烧,也可以说有了太阳才有地球上的生气勃勃。

地球上来看太阳就像是勤劳一丝不苟的打工人,天天定时上班升起,定时下班落山,46亿年了一直云云。而从加倍广漠的视角来看,地球绕太阳公转,没有一刻住手,地球的自转和公转给地球带来了昼夜和四序更替。在大部分人的印象中,太阳就是一个燃烧着发光发烧永不熄灭的大火球,但实际上太阳作为一颗恒星,它的发光发烧并非燃烧,而是加倍深条理的能量释放历程。

燃烧需要可燃物氧气,是完全的化学历程,而太阳的发光发烧并不属于化学历程,而是原子条理的核聚变,人类行使核聚变只制造过氢弹,这是比原子弹威力还要大的能量释放形式。

太阳内核在“燃烧”

恒星是宇宙中最常见的天体,同样也是能量的主要泉源,任何降生生命的天体都离不开中央恒星的能量供应。太阳是我们恒星系的中央天体,周围有包罗地球在内的八大行星以及小行星带,每颗行星都有自己的卫星。更远处是柯伊伯带天体,现在NASA的新视野号探测器正在柯伊伯带执行探测义务。

太阳的界限主流科学认为是奥尔特云,那里是一片冰冻的天下,存在大量的长周期彗星,大部分都是形成于太阳系初期。太阳就是这个天下的主宰者,直径2-3光年的太阳系都依赖太阳的发光发烧。

作为一颗恒星主要是由氢气组成,经由46亿年的“燃烧”,现在占比75%,剩下的主要都是氦,而例如氧碳等元素加起来不足2%。

太阳的核聚变主要发生在内核,这是一个由太阳中央点到0.2倍半径组成的区域。这里被认为是太阳内温度最高的区域,是个理想化的球体。核聚变发生需要知足需要的条件,首先是温度足够高,科学家推测其内部温度可高达1500万开尔文,对比来看太阳表面温度仅为6000开尔文,而密度可以到达水的150倍以上。

,科技日报,

太阳核聚变本质上是让氢核融合成为氦核,当温度足够高分子热运动足够猛烈,有利于氢核的碰撞。而压力足够高,意味着密度大,氢核之间的碰撞几率增大,有利于核聚变的发生。

科学家盘算太阳内核内每秒钟会有6亿吨氢核聚变天生5.95亿吨氦,整个反映历程损失500万吨质量。这些质量凭据爱因斯坦的质能方程所有转化为能量,以光和热的形式反馈给整个太阳系。

这个历程已经连续46亿年之久,凭据太阳的质量推算太阳还将连续发光发烧50亿年。届时太阳内核处的氦核密度跨越临界点,会发生氦核聚变,一瞬间释放出伟大的能量,可能会彻底地摧毁四颗岩石行星,把四颗气态巨行星推离原轨道,这也是刘慈欣《落难地球》的科学靠山。

太阳的核聚变为何连续云云之久?

太阳内核的氢燃料较多,自然就可以漫长的“燃烧”了,现在的问题是为何太阳的核聚变不会像地球上的氢弹一样瞬间引爆?实际上太阳的核聚变我们通常喜欢在前边加上“可控”二字,指的是一个可控核聚变历程。

太阳核聚变的历程会向外有一个膨胀的力,而太阳自身的物质会由于引力塌陷作用下内伸缩,就这样两个力的效果会有一个平衡点。首先是当核聚变速率加速,膨胀的力较大,这种情形下太阳内核处会膨胀粒子间距自然变大,因此核聚变速率变慢。

这种情形在在太阳自身的引力塌陷下,会向内压缩,这样有利于太阳内核聚变的发生,因此核聚变速率变快。这样的动态平衡历程异常类似于“一呼一吸”,保证太阳核聚变平稳举行,还可以连续50亿年之久。

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