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太陽會燃燒殆盡嗎

太陽會燃燒殆盡嗎

太陽會燃燒殆盡。

太陽會燃燒殆盡嗎1

太陽每秒消耗420萬噸物質,燒了46億年,爲何太陽還沒燒完?

太陽是生命之源,沒有太陽,地球上就不會存在生命。

植物利用光合作用自給自足,然後纔有食草動物以及食肉動物。煤炭石油,這些化石燃料就是由遠古植物的殘骸形成的,太陽的能量就是這樣被植物固定了下來,然後被人類發現、利用。

太陽燃燒着自己,照亮了周圍的星空。地球上的大部分能量都來自於太陽的輻射。

太陽每秒鐘大約輻射3.9×10∧26焦耳的能量,而地球上每秒鐘大約會接收到7.3×10∧17焦耳的能量,這僅佔太陽輻射總能量的20億分之一。

這些到達地球的太陽輻射,其中只有1/10000能被人類利用。因此,人類所使用的能量僅佔太陽總輻射能量的20萬億分之一。

太陽一秒鐘輻射出的能量就夠人類消耗一年。所以說,太陽輻射出的總能量是非常驚人的。

偉大的科學家愛因斯坦在上世紀初曾經提出了一個非常著名的公式——質能方程,即E=MC^2。

根據該公式可知,若太陽一直保持這樣的輻射強度,每秒需要消耗420萬噸質量的物質。

正是如此巨大的消耗,才使得太陽能夠保持這樣高強度的輻射。

地球的壽命爲45.7億年,而太陽的壽命大約爲46億年。燃燒了40多億年,太陽爲什麼還沒燒完呢?

要想弄清楚這個問題,首先要搞明白,太陽是如何燃燒的?

太陽會燃燒殆盡嗎
  

人類對太陽的認識,幾乎全部源於最近100年的研究。

我們常常說太陽在燃燒,實際上是太陽內部在進行核聚變反應,這與日常生活中的燃燒現象截然不同,生活中的燃燒現象是一種化學反應,更準確點說是化學反應中的氧化反應。

現在科學家正在試圖掌握人工核聚變技術,形象點來說就是在地球上造“人造小太陽”。

太陽是位於太陽系中心的一顆恆星,其質量爲2.0×10^27噸,大約是地球質量的33萬倍,佔整個太陽系物質的總質量的99.86%。

太陽之所以會燃燒,就是因爲它的質量極其的大。質量大,引力也就特別強。

核聚變的發生條件就是高溫高壓。在自身重力的作用下,太陽內部的溫度和壓力極高,溫度至少在1500萬攝氏度。

太陽主要由氫和氦構成,現階段氫元素佔太陽質量的'四分之三,剩下的幾乎都是氦,還有不到2%的其它元素。

太陽能夠燃燒100億年,現階段太陽已經進入了中年時期,在幾十億年前太陽內部的氫佔比更多。木星這顆氣態巨行星的組成成分就與太陽非常相似,也主要是由氫和氦構成的。

如果木星的質量再增加大約90倍,木星內部也能夠引發核聚變,從而成爲一顆恆星。

現階段,太陽內部進行的是氫聚變爲氦的反應 ,即4個氫原子核聚合生成氦-4原子核。

對於太陽這樣的中低質量恆星,氫聚變爲氦主要是通過質子-質子鏈反應來完成的,每一次反應大約能夠釋放4.2×10^-12焦耳的能量。

此外,太陽內部還會通過碳氮氧循環這種機制產生能量。

太陽每秒消耗420萬噸的物質,這些物質以光等形式輻射到了宇宙空間中。在這40多億年裏,太陽大約損失了100個地球的質量。

然而,這僅佔太陽總質量的0.03%。因此,並不會對太陽造成什麼太大的影響,也很難削弱太陽的引力。

太陽能夠燃燒這麼久,除了質量大,還在於燃燒過程十分穩定,可以穩定地輸出輻射。

那麼,在40多億年的時間裏,太陽又爲什麼燃燒的這麼穩定?

太陽會燃燒殆盡嗎 第2張
  

衆所周知,氫彈就是失控的核聚變。太陽之所以沒有爆炸,是因爲太陽內部核聚變反應產生的輻射壓和引力形成了動態平衡。

太陽內部的核聚變反應和氫彈還是有區別的。要想在地球上實現人工核聚變,至少要達到上億度的溫度。

由於太陽核心處的溫度不夠高,因此太陽內部的核聚變反應利用到了量子隧穿效應。

量子隧穿效應發生在微觀世界中,所謂的量子隧穿就是即便能量不足,反應也有一定的概率會發生,只不過發生的概率極小。

太陽的個頭非常大,參與反應的粒子數量極多。所以,即便發生反應的概率很低,在非凡的體量面前,也能夠發生核聚變反應,釋放出巨大的能量。

太陽能夠燃燒的這麼緩慢而穩定,正是因爲是其內部的核反應需要依靠量子隧穿效應。

這就是太陽能夠長期穩定地發光發熱的原因。

不過太陽內部的核聚變反應也並非恆久不變。從太陽誕生,在這40多億年的時間裏,太陽的亮度已經比最初的時候增強了30%。

根據科學家的預測,未來太陽將會燃燒得更猛烈,太陽的輻射強度也會增強。當內部的氫燃燒殆盡後,太陽的體積將會成倍膨脹,演變成爲一顆紅巨星。

太陽會燃燒殆盡嗎2

在地球上,都說水是生命之源。其實還有太陽,它是萬物之源。

在宇宙中運行的星系有很多,我們所處在的太陽系之內也有很多的天體,但是作爲目前人類能夠探測到的,唯一一個有着高級生命存在的地球,最離不開的就是太陽。

經過近年來科學家對於我們生存環境的研究,對我們來說是重中之重的太陽成爲了科學家眼中排名第一的研究對象。

我們知道的是,太陽已經“燃燒”了將近50億年的時間,那麼它的能量還剩下多少呢?爲何這麼久都沒有熄滅呢?

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太陽燃燒的能量從何而來?

在物理學上,我們都學過能量守恆定律,就是說世界上所有的東西都是有能量存在的,沒有憑空消失的,也無法憑空產生,只能從一種形式轉換成另外一種形式,或者是從一個物體上轉移到另外一個物體上,而保證能量的總量不變。

所以從這個觀點上來說,太陽燃燒的能量也不能被當作是一臺永動機,也是應該由某些東西產生,從而轉變成我們所需要的光能、熱能等等。

然而就我們目前所擁有的認知和經驗來說,太陽就像一個巨大的火球,在星系中不停地燃燒着自己,而散發出整個星系所需要的光和熱,同樣透過大氣層,抵達到地球上,爲人類提供生物生存所需要的光能和熱能。

但太陽明顯不是一個火球,它存在於星系中並沒有可以提供燃燒的材料,所以也是不存在太陽“燃燒”了這麼久,總有一天會燃燒殆盡的擔心的。

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那麼太陽的能量具體是從何而來呢?這個問題困擾了人類很多年,直到近百年來科技快速發展,對於宇宙天體的認知逐漸系統化,科學家們這纔將太陽能量的知識系統化。

現在我們瞭解到,太陽的“燃燒”其實是氫核聚變產生的,簡單來說,太陽上的氣體主要是氫氣,而兩個氫原子合併成一個氦原子,這個化學反應釋放出的原子之間相互排斥所產生的'的巨大的能量。

核聚變的巨大能量

核聚變又稱爲熱核反應,是一些小而輕質量的原子,例如氘和氚,在超高溫和高壓等的特殊條件下,能夠讓原子核外電子擺脫原子核的束縛,單獨的兩個原子核相互吸引碰撞到一起時,就會發生原子核相互聚合作用,生成新的原子核。

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在這種化學反應過程中,熱核反應釋放出來的能量是巨大的,並且我們知道,原子是由原子核、核外電子和中子共同組成的,原子核可以相互作用,被分離開的核外電子和中子也會因爲原子核的相互反應而被釋放,這樣就會伴隨着巨大的能量釋放。

不過核聚變有太多的不可控性,例如說氫彈的爆炸。

科學家也一直在致力於研究更多能夠可控的核聚變,這樣一來,這個重大的發現不僅爲人類提供了未來能源的來源,還爲人們對太陽能量的研究提供了進一步的思路。

經過探測發現,太陽的能源來源於太陽內部的熱核聚變,太陽內部的核心溫度很高,甚至達到了一千五百萬度,而且有着兩千五百億個大氣壓,在這樣的高溫、高壓的條件下,氫原子便可以發生核聚變反應,產生巨大的能量釋放出來。

而在太陽發生核聚變時釋放的能量,就是讓太陽能夠發光發熱的主要能量來源。而這個能量是巨大的。

經過研究後發現,一克的氫發生核聚變反應的時候,釋放出來的能量相當於燃燒15噸汽油釋放的能量。

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這樣看來,核聚變的能量的確是巨大的。而且從太陽到地球的距離是1.5億千米,在地球外層的大氣層表面測量的太陽能量爲一千三百多瓦每平方米,但是這些能量也只佔到了太陽總釋放能量的22億分之一。

從這個數據來看,可以想象得到,太陽發射出來的能量到底有多大。

太陽不是在燃燒,所以不會熄滅

我們所說的太陽能,表面上的意義指的是光能、熱能和化學能等,但其實太陽對地球的影響不僅僅於此。

從廣義上來說,太陽能還包括因爲太陽而引起的地球上一系列的反應,例如風能、水能、潮汐能等等。

所以說,太陽是地球生物的能源之母,一點也不爲過。那麼現代人類已經發展到了一個相對文明度比較高的階段,總有人開始擔心未來的生活問題。

比如現在最爲嚴重的環境污染、水污染、地球變暖等等,這些時刻影響到人類生存的問題,而最令人擔心的,就是有關太陽能的問題。

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我們都知道,太陽是生命不可缺少的最重要的一個能量來源,從古代神話中我們就可以知道。

例如說后羿射日,是因爲太陽太多而使地表溫度太高,高溫環境下人類無法生存。還有夸父逐日,就是因爲如果沒有了太陽,人類一樣無法生存。這是從古至今人類都明白的一個問題。

科學家表示:太陽燃燒了五十億年仍然沒有消耗殆盡的原因,是太陽根本沒在燃燒,而是因爲核聚變產生的巨大能量,也不存在太陽會“熄滅”的說法。

在驗證了這一說法後,人類開始對太陽還能再“燃燒”多久的問題又開始了研究和思考。

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太陽在宇宙中已經存在了五十億年之久,釋放的能量也是巨大的,那麼在這五十億年中,對於太陽到底消耗了多少能量的問題,經過科學家的研究計算後,給出了較爲有說服力的結論。

太陽的能量大約是由核心部分產生的,而在這裏,太陽每秒鐘因爲核聚變損耗的質量大約爲400萬噸,經過五十億年之久,也不過消耗了太陽質量的百分之零點幾而已。

我們知道,太陽其實是一顆黃矮星,而一顆黃矮星的壽命大概在100億年左右,也就是說,太陽以黃矮星的形態至少還能夠再存在五十億年以上,纔會逐漸向下一個形態紅巨星或者白矮星轉變。

所以現在人們對太陽能源會不會消耗完而造成的後果,完全不用擔心!

何況,我們現在的科學家還有着很發達的技術,人造太陽也有了新一步的進展,相對於“聽天由命”,我們更應該相信自己!

標籤: 殆盡 燃燒
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