太阳每秒都在发生核聚变释放百亿吨氢弹威力为何没有爆裂?
发布时间：2023-06-23 10:00:34 所属栏目：动态 来源：未知
导读： 二十世纪以前，人们对太阳的认识又是如何呢?
人们一直把太阳当成了一个不断燃烧的煤球。
可是，当时的科学家已经能够估算太阳的质量，如果太阳真的是一个“大
人们一直把太阳当成了一个不断燃烧的煤球。
可是，当时的科学家已经能够估算太阳的质量，如果太阳真的是一个“大
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二十世纪以前，人们对太阳的认识又是如何呢? 人们一直把太阳当成了一个不断燃烧的煤球。 可是，当时的科学家已经能够估算太阳的质量，如果太阳真的是一个“大煤球”，那么以太阳这样的质量，通过燃烧能够释放能量的时间大概只有几千万年，这明显和地球的年龄不符。 到了20世纪20年代后，爱因斯坦的广义相对论让我们知道了太阳的能量来源很可能是核聚变。 核聚变想必大家都听说过，氢弹爆炸的原理就是核聚变，随着科技的逐渐发展，我们发现太阳1秒内释放的能量相当于20亿颗人类最大的“沙皇”氢弹。 既然太阳的能量来源方式和氢弹爆炸有相似的地方，那为什么太阳不会爆炸呢？ 这个问题很好回答，我们举一个例子： 核动力航母的也是依靠核裂变反应提供能源，与原子弹的原理相同，那么为什么核动力航母没有爆炸呢？ 因为，核动力航母的核反应是被限制在某一区域，并不会造成连锁的反应。 太阳也是相同的道理，从物质构成来说，虽然太阳看起来整个都在燃烧，表面的“火焰”与核聚变也有相同之处，但是，太阳之所以在一直燃烧，并不是整个太阳都发生了核聚变，太阳的核聚变是被“限制住”的。 太阳从大气到核心，被人们分为了几个区域— 光球层、色球层、日冕、对流区、辐射区、核心。 在整个太阳中，虽然都是由氢和氦构成，可核聚变只发生在了高温高密度的核心区域。我们能够看到的太阳表面：光球、色球、日冕区域是不会发生核聚变的。 为什么呢？ 因为核聚变产生的必要条件有两个：极高的温度，极高的压力。 太阳光球和色球层的温度太低，根本不可能达到产生核聚变的问题； 由于日冕表面的温度虽然非常非常的高，但是过于稀薄，更不可能如此自然的产生足够的氢发生的核聚变。 太阳核心核聚变，也不是连锁发生的，而是——断断续续的极小部分物质在聚变。 1920年的时候，亚瑟·爱丁顿发表了一篇论文，提出了太阳的能量可能来源于它内部的核聚变，可是问题也产生了。 核聚变的反应条件十分的苛刻，太阳核心的温度“只有”一千多万度，相比较氢弹或者实验的核聚变装置带来的上亿度反应温度，是不能带动核聚变反应燃料的氢核。 这也导致太阳核心内部的反应速率极低，太阳反应的总功率约为：3.87X10^26瓦，看起来很大，与此同时，太阳的质量也是过于巨大的。 如果把太阳的功率和质量换算到人体上，相当于70kg的人产生了0.014瓦的产热功率，而正常人的产热功率已经达到了几十瓦到上百瓦，也就是说，太阳整体的发热功率实际上比人体还低。 与此同时，太阳的核聚变反应被引力及太阳的结构完全地限制在了内部，无法完全连接到外层。 如核心核聚变产生的光子，需要上百万年才能到达太阳的表面，光子从核心到达表面需要经过辐射层和对流层。 在辐射区，光子会被不断地吸收和重新辐射； 在对流层，光子的会被不断扰动、碰撞，需要花费很长时间才能到达外层。 可太阳表面看起来还是在燃烧的，不是核聚变那是什么呢？ 答案是—等离子气体。 太阳虽然核聚变的效率较低，但由于其庞大的质量，其本身的核聚变产生的总量还是较大的。 当释放到外表时，温度从千万摄氏度下降到几千摄氏度，虽然降低了近万倍，可是上千度的高温还是让围绕在外层的氢气体产生了电离效应变为了——“等离子态”。 在太阳表面被电离的气体中，发出了可见光，形成了太阳表面我们肉眼看到的“火焰”。 在太阳慢速率的核聚变过程中，终究有一天也是会把太阳的物质“反应”完的—— 微小的火焰，只要不熄灭，总是能够烧尽一片森林。 太阳也是一样的，太阳内部的反应到了最后，太阳会成为什么样子呢？ 当太阳核心的氢作为反应燃料耗尽的时候，由于核聚变的停止，内层压力减小，外层会逐渐向核心内部坍缩。 坍缩的同时核心外的温度会骤然增加，让本来不能聚变的外围气体开始聚变，释放的能量会使得太阳的整体体积不断扩大，最终太阳的外层吞噬地球，到达火星附近。 这个阶段的太阳被称为“红巨星”，时间大概为50亿年后。 虽然外层在扩张，可是核心的内部还是在收缩，强大的压力和温度下引发氦融合，产生进一步的核反应形成更重的元素——如碳、氧等。 这个反应将会持续数百万年，核心内的氦融合结束后，会发生一连串复杂的改变。 此时的太阳会不断地膨胀和坍缩，最外围的气体无法受到核心内部的约束，以数十公里的速度不断喷出，看起来和行星状星云极其相似。 在表面的气体喷发完毕后，留下了一个密度极大的核心，体积只有地球般大小，此时被称之为——白矮星。 白矮星是小质量恒星的末期，自身储存的能源会产生微弱的亮度，其自转速度和密度非常之大，1块方糖大小白矮星的物质重量就相当于一辆大卡车，其表面的重力约为地球的十万倍。 夜空中，我们肉眼能看到最亮的系外恒星天狼星（视星等-1.47）就是由一颗普通恒星天狼星A和白矮星天狼星B组成的伴星系统。 太阳到达白矮星阶段时，由于无法达到进一步核反应所需要的温度，核心将不再产生反应，缺乏能源的情况下逐渐冷却，不再发出可以被侦测到的光和热，只能通过重力扰动被发现。 这个阶段被称之为——黑矮星，到这里，太阳走完了其作为恒星的一生，其残骸变为了一颗既不发亮也不发热的球状高密度物质。 在宇宙中，太阳由于其质量过小，最终只能变为一个“宇宙残骸”。 可如果太阳的质量更大一些，在恒星的末期就会走上另一条不同的道路——爆炸。 在宇宙中，当一些恒星拥有几倍太阳质量时，作为白矮星时期的恒星内部由于质量巨大，核心无法维持自身的重力，就会发生崩溃。 这种崩溃会导致恒星的外层剧烈爆炸，爆炸过程中所发出的电磁波能够照亮整个星系，在几个月到几年内衰减。 如1006年的时候，距离地球7200光年的豺狼座SN1006产生了超新星爆发，其爆发产生的亮度在地球都清晰可见，根据现代天文学家推测—— 这个7200光年外的超新星爆发，让人们能够在1006年的春天借助它发出的光芒在半夜阅读。这个超新星的亮度可以达到太阳的10倍，它的亮度甚至比地球上的灯光还要亮。 （编辑：温州站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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