为啥太阳能在太空中燃烧50亿年?科学家:并非是真的再燃烧

森罗万象籍 2024-09-25 08:27:21

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综述

你喜欢一个晴朗的好天气吗?这个时候,我们大部分人都会选择回答喜欢。因为太阳的存在,经常让我们感到温暖、看到光明、感受到希望。但是,当具体谈论起太阳的光热时,大家普遍认为“太阳只是个可以通过自行燃烧以提供光热的大火球”。

实际并非如此,科学家们纷纷表示,太阳“燃烧”是大脑中产生的一种错觉,此“燃烧”并不是我们传统认知上的化学燃烧反应,而是一种更为复杂和神秘的物理核聚变反应现象。那么,太阳为什么会产生“燃烧”起来的假象呢?还有,为什么太阳能在太空中燃烧50亿年呢?

太阳的结构和能量

太阳,是一个炽热的庞大气体星球。作为一颗位于太阳系中心的恒星,太阳被视为太阳系的中心天体,占有太阳系总体质量的99.86%,几乎所有的行星(如八大行星、小行星等)、各类天体以及星际尘埃等都围绕着其进行公转运动。

科学家们研究其化学成分发现,氢占据太阳质量的大约四分之三,剩下的几乎都是氦,而氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量均少于2%。

科学家经研究发现,可以将太阳从内到外划分为六个部分,即太阳核心—辐射层—对流层—光球层—色球层—日冕。太阳核心区域温度通常高达千万度,气压非常高,随时都在发生氢核的热核聚变反应。

每一个热核反应所释放出的能量,在相关数据完整的情况下,目前可以通过著名物理学家爱因斯坦发明的质能关系转换方程式E=mc²进行轻易换算,如每秒钟有质量为6亿吨的氢在参与热核聚变的情况下,会被热核聚变反应为5.96亿吨的氦,并释放出相当于400万吨氢的能量。

太阳内部核心产生的这些能量会通过辐射层以辐射的形式向外传递,在向外辐射传递的过程中,能量会依次以X射线、远紫外线、紫外线,最后是以可见光的形式向外辐射而被人类所看到。

对流层不论是厚度、温度、压力,还是密度,都表现出明显的梯度差,因此长期处于一个不稳定的气体状态。在这种状态下,物质的流动更加剧烈,太阳的热能量就是这样从辐射区传递到太阳表面散射到地球上的。

太阳的光球层、色球层和日冕层是组成太阳大气层的基本部分,这三层之间并没有明确的界限。光球层,处于对流层之外,是大气层的最底层或最里层。光球层是太阳黑子、光斑以及白光耀斑活动分布的集中区。色球是等离子体层,磁场反应强。

只有在日全食时,才会短暂出被我们人类肉眼看到这一层包裹在太阳周边的非常美丽的玫瑰红色的辉光,它常伴有耀斑、日珥等现象出现。

日冕作为大气层的最外层,温度极高,达一百万摄氏度,形状会随着太阳活动的大小而进行变化,它只有在日全食时或通过日冕仪才能被看到。

太阳的“燃烧”

众所周知,燃烧是燃料(易燃物)在接触氧气后发生化学反应而产生的现象。那么问题来了,太阳的化学物质组成里,氢占其质量的四分之三,燃烧所需的氧含量却仅占不到2%。如此 低含量的氧,如何让太阳燃烧呢?维持其持续不断地在太空中燃烧50亿年呢?

故如果仅认为太阳是普通燃烧维持光热能产生,结果显然是不成立的,这不过是人肉眼所看到的假象罢了。汉斯·贝特在他写的《恒星内的能量产生》文章中表示,聚变反应是像太阳这样的低质量恒星的主要能量来源。

事实研究证明,太阳确实并不是发生化学反应而产生的燃烧现象,而是其核心层正在随时发生由氢核聚变产生的热核聚变反应,这些反应在源源不断地释放出大量的光、热能量。

然后,这些被释放出来的大量光、热能量又通过太阳的辐射层、对流层以及大气层,会传递输送到地球上,部分为我们人类所看到和感受到。

除此之外,太阳直径大约是1392×103千米,换算成体积大约是地球的130万倍,然后太阳本身氢占比量达四分之三,显然氢作为太阳内部发生核聚变反应所需“燃料”十分充足,足以维持太阳在太空中燃烧50亿年。

太阳的生命周期

太阳是一颗黄矮星(光谱为G2V),而黄矮星的寿命大致为100亿年。目前,已知太阳处于年龄为46亿岁阶段,一个最稳定的主序星阶段。

但是,我们也要考虑到将来,在大约50至60亿年之后,当太阳内部的氢元素不断被消耗燃烧,导致太阳的核心内部温度度不断攀升,光球层亮度也不断增加,我们人类对此可明显感知到的变化是全球气温逐步“红温”起来,一年四季都变得热起来,太阳光也变得更加刺眼起来…..

科学家表示,在我们感知不到的微弱变化里,太阳外部会因内部温度的急剧上升而发生膨胀,将进入红巨星阶段。

在红巨星阶段,太阳外延体积将不断扩大,可能会吞没周边行星,乃至地球。随着体积的进行膨胀推演,红巨星还可能进化成一个体积超大的红超巨星,其后果难以承受。

结尾

综上所述,我们对太阳“燃烧”的理解往往停留在认为其是普通化学燃烧反应的浅层认知上,但通过科学家们进行科学研究探索发现,太阳的结构和能量传递机制才是这一燃烧过程背后的真相。

太阳的“燃烧”是一个持续了数十亿年的核聚变过程,在这个核聚变过程中,它为地球提供了大量的光能和热能,为地球上存在的生命体提供了各种资源能量,俨然是一个不可缺失的存在。

我们眼前所见的太阳光芒万丈,但其背后隐藏的科学原理又更为深奥和迷人。随着科学技术的不断进步,我们对太阳的理解将更加深入,对宇宙的认识也将更加广阔。

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森罗万象籍

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