太阳为何还没燃烧殆尽？只因产热效率太高又年轻
http://www.newdu.com 2024/11/25 03:11:46 新浪科技 佚名 参加讨论
 新浪科技讯 北京时间5月9日消息，据国外媒体报道，太阳只是银河系中一颗平平无奇的恒星，既不是最亮的，也不是最大的，年龄也只有45亿年而已。太阳的特殊之处在于，它的光和热刚好能维持宇宙中已知的唯一一颗宜居行星上全部物种的生存。人类最早出现于几十万年前，太阳没有在这之前便燃烧殆尽，于我们而言无疑是一大幸事。但太阳何来这么多燃料呢？它为何不会像蜡烛或篝火那样熄灭？它最终会烧光吗？ 据美国印第安纳大学天文学教授凯瑟琳·皮拉乔斯基（Catherine Pilachowski）指出，这在19世纪曾是一个紧迫的问题。当时人们认为，太阳只有两种产生能量的方法：要么通过引力收缩产生光和热，即向中心收缩，同时释放出能量，因此体积会逐渐缩小；要么像火柴或篝火一样熊熊燃烧。在这两种推测的基础上，当时的科学家对太阳寿命进行了测算。但两个答案都与太阳系年龄对不上。假如太阳是通过收缩或燃烧的方式产生能量，早在人类出现前就将燃烧殆尽。因此一定还有其它解释。 几十年后，爱因斯坦提出了著名的质能方程：E=mc2，证实任何有质量的物体都有相对应的能量。1920年，英国天文学家提出，太阳其实是将质量转化为能量。但和木头与煤炭燃烧成黑炭、同时释放光和热的原理不同，太阳内部就像一座巨型核电站。 太阳中含有大量氢原子。一般来说，一个中性氢原子由一个带正电的质子和一个带负电的电子组成。当氢原子与其它氢原子相遇时，它们各自所带的外层电子便会相互排斥，防止质子接近彼此。但太阳内核温度极高、压力极大，原子携带巨大的动能，足以突破原子对电子的约束力，导致电子与质子脱离开来。这样一来，本应被束缚在原子核中的质子便可接触到其它质子，并通过热核聚变紧密结合。 就像核反应堆中的情况一样，太阳内核的原子无时无刻不在与其它原子相撞。最常发生的反应是，四个氢原子中的质子聚变为一个氦原子。在这一过程中，四个质子会稍微损失一部分质量。但根据物质守恒原理，这些质量不会凭空消失，而是会转变为大量能量。太阳每秒辐射的能量多达3.9×1026瓦特。这一能量太过庞大，地球上无物可比。也许这么说能让你有点概念：这一数字远远超过目前全世界按现有水平使用几十万个世纪的能量总和。 热核聚变的高效率是太阳热辐射持续如此之久的重要原因。仅一千克的氢转变为氦，释放的能量便相当于燃烧2万吨煤。而太阳体积巨大，年龄又相对年轻，因此科学家估计，太阳可用于产生能量的氢到现在只用了一半左右。 总有一天，太阳的全部氢元素都将转变为氦，然后就此灭亡。但用不着害怕，距离那一天还有足足50亿年呢。（叶子） (责任编辑：admin) |