太陽為啥還沒有燒完?每秒消耗420萬噸物質,都已經燒了46億年

天空之城 2022/09/10 檢舉 我要評論

太陽就像是一座巨大的發電廠,時時刻刻都在散發「能量」。作為太陽系當中唯一的恒星, 它就是地球生命賴以生存的能量源泉

可是,這世界上任何的東西都會不可避免地走向衰老, 就連太陽也一樣,總是會熄滅的

那麼, 每秒消耗420萬噸物質,已經燒了46億年,為什麼太陽還沒燒完呢?接下來,就讓我們一起走近太陽,看看它究竟是如何發光發熱的。

太陽內部的「核聚變」

首先我們先來一起復習一下關于 太陽的基本信息, 這個處在太陽系中心的天體,質量和體積都異常龐大

根據科學家的觀測來看, 太陽的直徑高達1392000千米,足足是地球直徑的109倍, 體積更是地球的130萬倍

在這種情況下, 太陽的質量占到了太陽系總質量的99.86%,是太陽系內獨一無二的「大哥」。哪怕是木星這樣超大的氣態行星,也要服從太陽的牽引, 這就是引力的壓制

當然,作為大哥,太陽對于系內的各個行星還是照顧有佳的,它46億年以來從不間斷的「發光」就能說明問題, 如果失去太陽,地球上的生命將墜入黑暗

科學家對于太陽是如何產生和輸出能量的問題一直都很好奇,就針對它做了許多的研究。

最終發現原來在太陽的內部就有一個巨大的「發電廠」,由于構成太陽的物質當中有著氫、氦和少量的其他元素, 因此太陽的內部一直都在進行核聚變每秒就能消耗420萬噸物質

說到 核聚變,許多人應該都想到了近年來被傳的風風火火的「可控核聚變」技術, 其實這個技術的實驗裝置就和太陽內部的活動差不多,簡言之就是達到高溫「燒開水」

不過當初許多科學家并未意識到這一點, 所以在19世紀時甚至有人提出了太陽上有充足的煤炭或者其他燃料,認為它是靠著消耗自己發光的。

但當大家明白了太陽的基本構成之后,就會覺得這種說法很可笑,因為如果說太陽真的是煤炭組成的, 那麼只需要不到5000年的時間,它就會燃燒殆盡,徹底熄滅

可是雖然太陽因核聚變而發光發熱的情況可以解釋得通,但是按照它這個消耗的情況, 能夠燃燒這麼多年卻讓人很感到很費解。那麼,為什麼都已經燒了足足46億年了,太陽還沒燒完?

太陽為什麼還沒燒完?

其實想解答這個問題,還是要回到咱們上文中簡單復習的太陽小知識。 因為雖然這種核聚變每分每秒都在消耗物質,但是420萬噸這樣的數字放在太陽面前時卻不值一提

如果我們將太陽和地球的質量進行對比就會發現,它的質量是地球的33萬倍。在這種情況下,我們將地球作為太陽燃燒物質的「基本單位」, 就會發現46億年之間,太陽也就消耗了10個地球罷了。所以,別看每秒消耗420萬噸這個數字很大,但實際上對于整個太陽的質量而言也只是九牛一毛。

并且由于內部所含物質的占比有著明顯的差異, 所以處在主序星階段的太陽內部主要燃燒的物質是。根據科學家的觀察, 氫元素占太陽總物質的71%,如今這些氫連一半都沒有消耗到。

綜上所述,大部分科學家都認為太陽不僅燒不完, 這種穩定的燃燒還能再持續50億年甚至更久。所以人們為太陽衰老而擔憂實屬有些杞人憂天,畢竟50億年間,人類文明就算是無限復盤,也重復上萬次了。咱們想看到太陽衰老, 基本是不可能的

當然,對于為什麼太陽燃燒了46億年,依舊沒燒完,且減少的質量只占到太陽總質量0.03%的問題,不少學者還給出了新的猜測, 那就是太陽其實在這些年間不止有輸出,它也在汲取能量

至于這些能量從哪里來,就讓我們一起來看看這些研究者是怎麼說的。

太陽的核能從何而來?

首先他們認為太陽燃燒的核能可能與各個天體之間的相互作用有著密切的關系,這種情況有些類似于大家在地球上看到的 「生態循環」

簡言之,可能存在某種特殊的渠道, 這些來到其他行星上的能量還能傳遞回太陽,對其進行補充

在這種情況下,只要沒有人去干涉這之中的源頭也就是太陽,那麼這個系統的循環應該是比較健康的。按照這種說法,其實太陽系內的剩下0.14%的物質也在 為太陽服務比如說像地球這樣的類地行星,就屬于帶負電荷的星體

它們在接收到太陽核聚變產生的能量之后, 會將其轉化成物質,然后再通過某種方式還給太陽

當然,對于這種看法,大部分人是不支持的,因為以各個行星的體積來說, 能為太陽做出的貢獻似乎是少之又少的。而且到底是通過怎樣的方式回饋太陽,迄今為止都沒有一個明確的答案。

其次的一種猜測有關于 銀河系,如果說太陽系內部可以獲得的能量微不足道, 那麼銀河系就是一個巨大的「充電樁」。并且這些年,太陽系會一直圍繞著銀河系公轉,且保持平衡。

因此部分學者認為這個運動絕對不是沒有收獲的, 說不定太陽就能在運動的過程當中四處搜刮「能量」,來彌補自己發光發熱之后損失的質量。

除此之外,還有不少猜測,這些理論都有一定的道理,但是目前沒有足夠的理論依據,所以只能歸納為猜想。

在這種情況下科學界依舊會將「太陽核聚變」是一直在損失且沒有獲得物質當做是基本參照,并且按照「恒星的一生」來說,太陽即使還能繼續支棱50多億年, 也終究會走到盡頭,最終變成一顆暗淡的「白矮星」

太陽的一生

由于太陽是太陽系內的核心,所以它的年齡要比地球還大。因此以人類存在的時間來說,我們不管對地球還是太陽都是過客, 既無法參與它們一生的開頭,也沒機會目睹它們老去

可即便如此,科學家依舊靠大量的觀察數據以及推測, 得出了恒星并非「永恒」存在,它們也會老去

目前科學家普遍認為,太陽誕生于一片星云當中, 本身是由一團氫元素構成的星際氣體云組成的

如果覺得難以理解的話,大家不妨將太陽的誕生當做是棉花糖形成的過程,不同之處在于這片星云棉花糖附近的溫度和壓力實在逐步增加的。最終, 就將聚集起來的物質壓縮成了我們看到的太陽

如今大約46億歲的太陽, 正處在主序星階段,這是它這一生中的「黃金時代」。不同于人類短暫的幾年,太陽的黃金時代至少還有幾十億年,直到體內的氫元素燃燒殆盡, 氦元素會接替它成為核聚變的主力軍

此時的太陽雖然依舊在發光發熱,但是其內部的溫度會急速升高,進而有一部分收縮釋放的引力能將轉移到外部。這時,太陽就像是人到中年「發福」了一樣, 其外部會瘋狂膨脹,體積也會有所增大

按照目前的推測來看,屆時太陽將會來到地球的「眼前」,地球的位置就類似于現在的水星。甚至說, 地球都可能會在太陽變為紅巨星的階段當中被吞噬。從這方面來說,即使這時人類依然堅挺,也無法在地球上陪太陽走到終老。

隨著內部物質完全消耗完,太陽又會像癟了的氣球, 只保留自己曾經燃燒過的炙熱核心,成為一顆黯淡的白矮星。這對于它來說,才是真正的逝去。

可能太陽也希望自己「永遠年輕,永遠熱淚盈眶」,但是它也逃不過垂垂老矣的結局。

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