太陽燒了46億年,它以什麼為燃料?為何到現在都沒燒完?

网瘾少女 2022/11/18 檢舉 我要評論

地球能夠孕育生命,離不開太陽光的照射,人類之所以覺得認為太陽美好,是因為距離產生美,如果靠近一點就會發現,太陽實際就是一顆超大號的「氫彈」。

太陽是距離我們最近的一顆恒星,從地球誕生的那天起,它就給我們提供著光與熱,如果某一天太陽突然熄滅,地球的生態系統會在短時間內崩潰,成為一個毫無生命的「死亡星球」。

值得慶幸的是,太陽從誕生之初到現在已經穩定燃燒了46億年,在未來還會繼續燃燒50億年。那麼問題來了,燃燒需要氧氣,為什麼太陽沒有氧氣也會持續燃燒這麼久呢?

首先,我們先了解下太陽是如何形成的在太陽系誕生之初,一大片氣體星云彌漫在這片宇宙空間中,這片星云是一個無比巨大、類似球形的云團,質量是現在太陽的數十倍,星云的主要成分是氦氣、氦氣,以及塵埃顆粒等物質。

直到46億年前,這片巨大的氣體星云受到了某種擾動,在星云中心的位置出現了一片高密度區域,中心的高密度區域開始出現了引力。 隨著引力的作用,星云開始收縮向中心坍塌。

星云在坍塌的同時,開始不斷的旋轉,逐漸形成了一個圓形吸積盤。在中心的位置,坍塌的物質越來越多,在不斷的積壓下,核心區域的密度越來越大,溫度越來越高,最終變成了一個 高密度的球體,我們姑且稱它為「原始太陽」。

「原始太陽」繼續吸收著宇宙中的星云物質,中心內部的壓力和溫度不斷升高,達到了一個不可思議的地步,終于有一天,「原始太陽」被點燃,變成了我們現在看到的太陽,開始在太陽系中散發光芒。

燃燒需要氧氣,為什麼太陽沒有氧氣也能持續燃燒呢我們在上學的時候就學過,物質燃燒的三要素包括:可燃物、火源、助燃物。在咱們日常生活中,燒木頭、燒油、燒天然氣都離不開氧氣做助燃劑。

但是在太空環境下,想要點火燒東西是不可能的事。太陽之所以沒有氧氣也能夠燃燒,是因為它依靠內部的 核聚變才實現的發光發熱。

太陽是太陽系中唯一的恒星,它的質量達到了1.9891x10^30kg,占整個太陽系的99.86%,是我們地球質量的33萬倍。

要知道,質量越大的天體,引力越大,中心區域的壓強就越大。像太陽這樣的巨大的天體,中心的壓強是2.334*10^16 Pa ,是地心壓強的8萬多倍,在這樣的壓力下,太陽中心區域的溫度高達 15 00萬度

在這樣的高溫高壓環境下,太陽內部呈現等離子態,外層電子被剝離成為自由電子,原子核就被光禿禿的暴露出來,在巨大壓力下靠在一起發生融合,形成一個氫原子核。

太陽中心的核聚變,實際就是原子核發生融合。簡單來說,就是4個氫原子核融合之后,生成1個氦原子核。在這個聚變的過程中, 會有0.72%質量轉換成能量釋放出來,這些釋放的能量才讓太陽長久的發光發熱,看起來像是「燃燒」一樣。

根據科學家測算,太陽每秒參與核聚變的氫是6億噸,損失的質量就是432萬噸,根據愛因斯坦質能方程E=MC^2,可以算出太陽每秒釋放的能量達到了3.78x10^26J。

這些巨大的能量每時每刻從太陽中心向宇宙散發,但只有約 22億分之一的能量,以輻射形式來到地球,成為地球上光和熱的主要來源。

太陽和氫彈都是通過核聚變釋放能量,為什麼太陽沒有像氫彈那樣爆炸?

從某種意義上來說,太陽就是一顆超大號的「氫彈」,一旦發生爆炸,估計整個太陽系都沒了。萬幸的是,太陽內部的核聚變一直在可控范圍內,否則人類真的就「見不到明天的太陽」。

前文說過,質量越大的天體,外部受到的引力越大。太陽內部的核聚變釋放巨大的能量,與向內受到的引力形成了一個 巧妙的平衡,只有少部分能量釋放出來。

簡單來說,萬有引力導致太陽巨大質量不斷向核心收縮,這就客觀上形成了一個厚重的外殼,正是有了這層外殼的保護,才讓太陽不會像氫彈那樣瞬間爆炸。

說在最后太陽之所以沒有氧氣也能夠「燃燒」,是因為它內部進行的核聚變釋放出巨大的能量,這些能量產生的光和熱,讓我們看起來像是燃燒一樣。

未來的太陽,在燃燒50億年后,逐漸耗盡它的氫儲備,只剩下氦原子核,然后向內核收縮,那時它的溫度可高達1億多度,導致氦原子核也發生核聚變反應。太陽會極度膨脹,并將靠近它的水星、金星、地球吞噬掉, 太陽也會變成一顆紅巨星

隨著時間的推移,太陽會越來越快地耗盡它的全部燃料,直到無法繼續進行核聚變,隨后坍縮成一顆暗淡的白矮星。

當然,人類是不可能看到這一幕的,那是幾十億年以后發生的事。那時的人類,早已離開了太陽系,實現了星際移民。

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