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太阳会燃烧殆尽?不怕!太阳现在年龄相对年轻

2018-05-10 13:55外星探索
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   太阳是位于太阳系中心的恒星,它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。太阳直径大约是1392000(1.392×10⁶)千米,相当于地球直径的109倍;体积大约是地球的130万倍;其质量大约是2×10³⁰千克(地球的330000倍)。从化学组成来看,现在太阳质量的大约四分之三是氢,剩下的几乎都是氦,包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%,采用核聚变的方式向太空释放光和热。

   据报道,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。

   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。

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