太阳已经燃烧了46亿年了 , 怎么还没熄灭?
太阳作为太阳系的中心天体 , 它在很大程度上维持了太阳系内部的稳定 , 同时几十亿年如一日地为地球传送光和热 。人类文明形成之前太阳早已高高悬挂在空中 , 一些文明形成之后开始崇拜太阳 , 以太阳为图腾 , 如今地球上还存在许多崇拜太阳的民族 , 例如日本大和民族 , 可见太阳对人类的重要性 。但是从古至今有一个问题困扰着人类 , 那就是为什么太阳能够持续燃烧几十亿年呢?
起初科学家们认为太阳的燃烧和地球上的燃烧一样 , 都是化合反应 。在地球上 , 任何物体的燃烧都离不开氧气 , 因为氧气在其中起到氧化剂、助燃剂的作用 , 如果太阳上的燃烧反应也是化合反应的话 , 那么它应该含有不少氧气 。然而后来科学家通过光谱分析发现 , 太阳中有七成以上的元素是氢 , 两成以上的元素是氦 , 氧元素的存在少得可怜 。其次 , 太阳拥有高达5500摄氏度的温度 , 其内部温度更是高达1千万摄氏度 。
任何气体在这样的极端高温环境下都无法保持气态 , 而是变成等离子体 。如果太阳的燃烧是化合反应的话 , 那么它自身是没有充足的氧气作为助燃剂的 。由此看来 , 太阳的燃烧反应不可能是化合反应 , 既然如此 , 那么太阳靠什么燃烧了大约46亿年呢?而且还是在没有氧气支持下进行燃烧 。在排除了化合反应之后 , 有物理学家又提出了太阳坍缩论 , 认为太阳的燃烧是内部引力坍缩造成的 。
由于太阳自身拥有巨大的质量 , 因此它不断地向内挤压 , 正是向内坍缩使得太阳获得了 大量的热量 , 从而对外释放出热量 。但即使太阳是以这种方式进行着 , 它最多也只能够维持上千万年左右 , 连一亿年都做不到 。于是太阳引力坍缩论逐渐被科学家放弃了 。在人类还没有发现核反应之前 , 确实没有一种理论可以解释太阳的燃烧 。但在爱因斯坦提出相对论之后 , 核反应逐渐被人类所了解 。核反应的出现让人类知道原来还有一种反应方式只需要微量的原料就能够释放出不可估计的能量 。
后来有科学家提出了太阳内部反应是核聚变反应的理论 , 该理论认为太阳内部的四个氢原子可以通过核聚变反应变成一个氦原子 , 而在这个转化的过程中氢原子会出现少部分质量损失 , 这部分质量损失就转化成了光子和中微子 。光子产生之后还无法直接运动到太阳的表面 , 它在运动过程中与电子、原子核继续发生碰撞和反应 。剩下那些没有反应的光子经过漫长的时间到达了太阳表面 , 因此我们现在所看到的太阳实际上是其在成千上万年前的模样 。
核聚变属于物理反应 , 它和核裂变反应同都属于核反应 。与人类已经掌握的核裂变技术相比 , 核聚变反应产生的能量更多 。如果人类未来能够掌握核聚变技术的话 , 那么应该不用担心能源问题了 。
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