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如果地球有太陽那麼大,會不會燃燒?


紅葉說我們都知道我們所生活的地球所有的能量都來自太陽,我們吃的豬牛羊肉來自玉米的光合作用,不用說我們吃的蔬菜了,都是轉化自太陽。有人可能說我...

- 2019年6月23日15時33分
- 科學文摘 / 紅葉說

紅葉說

我們都知道我們所生活的地球所有的能量都來自太陽,我們吃的豬牛羊肉來自玉米的光合作用,不用說我們吃的蔬菜了,都是轉化自太陽。有人可能說我們開車燒的油不是來自太陽,石油是幾十萬年前海洋生物沉積而來的。可見太陽對我們的重要性,那麼太陽為什麼一直能燃燒呢?到底什麼維持著太陽活動?

太陽是個大煤球?

很多科學家給出過猜想,最早的學說類似於太陽是個被點著的大煤球;還有說太陽是依靠巨大引力勢能發光的,我們的木星就是依靠引力勢能發光的。但是這些都不能解釋為什麼太陽發光幾十億年了,為什麼還沒有燒完。


第一個讓大家信服的科學家是愛丁頓,他驗證了愛因斯坦的廣義相對論,主要是依靠日全食的時候光的偏折現象,按照廣義相對論假說,光受到引力影響,不是直線而是彎曲的,愛丁頓雖然測的數據不太準確,但是驗證了愛因斯坦相對論的正確性。依照愛因斯坦相對論,就是我們熟悉的方程E=MC²,這個方程告訴我們質量M與能量E之間的轉換關係,能量是依靠損失質量來換取的,但是依然不能解釋太陽怎麼能燃燒這麼長時間,後來有了核聚變。

太陽怎麼就點著了

核聚變是物理學家研究的領域,所以最先知道太陽是如何燃燒的不是天文學家,而是物理學家。愛因斯坦當時的廣義相對論在當時人們看來類似於哲學命題,就像一道很難的應用題,只告訴你答案,沒有告訴你推理過程。

漢斯·貝特

漢斯·貝特這個美國物理學家,有天他的女朋友指著天上的繁星說:「它們真美。」漢斯·貝特聽到後回答說:「是啊,而且我還是世界上唯一一個知道它們為什麼會發光的人 。」漢斯·貝特真沒有吹牛,他就是以後美國曼哈頓計劃實驗室主任,他提出了貝特-薩耳彼特方程,計算了核聚變的過程。澄清了當時的核力理論、核結構理論及核反應理論。

太陽之所以能夠發生核聚變,是因為有了巨大的壓力,所以太陽發生核聚變的只是極少的一部分,不是燃燒的煤球,整個都在燃燒,而是只有太陽的0.8%部分在燃燒,然而就是這麼小的一部分,是地球的8000多倍。


太陽地球大小對比

不是說太陽剩下的部分不重要,而是因為這些重力的向內擠壓,才導致太陽發生了核聚變,離我們比較近的木星,它就是還沒有發育好的太陽,只要它的質量再大80倍,它也能燃燒。

地球能不能點著了

也就是說核聚變是因為太陽質量比較大,只要質量足夠,就能產生巨大的壓力。那麼如果我們地球足夠大呢?答案是毫無疑問的,也會像太陽一樣發生核聚變。

同時我們也能夠根據太陽釋放的能量來判斷太陽有多大,這些參數都是相關的。

在相對論沒有提出來之前,人們對於太陽的了解還是在溫度、亮度度等表層的現象上,因為距離太遠,不可能像觀察火星一樣去觀察它。但是根據核聚變,我們可以推測出它的大小、密度、溫度等等。

太陽內核在核聚變,如何傳遞到太陽表面的?


太陽並不是像桃子一樣,除了核只剩下皮了,太陽跟我們地球一樣,更形象的說像洋蔥一樣,目前人類目前發現的有輻射層和對流層。

這是熱量傳遞方式命名的,熱量傳遞方式一般有對流,傳導與輻射。不同物體傳遞方式不同,比如我們的空氣主要依靠對流方式,液體也是,因為它們可以流動,冷熱就會產生對流。那麼固體呢,它是沒有辦法流動的,只能通過分子振動方式傳遞熱量,這就是我們燒鐵塊的方式。固體還有一種方式,那就是輻射,類似我們的微波爐,高溫物體會發出電磁輻射,這種輻射被其他物體接收以後,溫度也會升高。

那麼我們的太陽呢,密度這麼高是固體嗎?我們的太陽既不是固體也不是液體,更不是氣體,而是等離子體。

等離子體是在高溫或是強磁場下形成的,在這種條件下原子裡的電子會非常活躍,原子核已經吸引不住了。所以等離子體裡面沒有電中性的原子,都是帶電荷的離子,所以才叫等離子體。

我們的太陽就是一個等離子球體,在離太陽核心70%距離地方因為密度的影響,這個區域不會產生對流,主要依靠輻射方式進行熱量傳遞,這就是我們說的輻射層。

如果距離足夠遠以後,密度小,引力作用變弱,此時主要依靠對流的方式傳遞熱量,這是我們經常看到的開水的狀態,因此我們看到太陽像煮沸的開水,不停的翻滾。


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