太陽為什麼燃燒不盡?

百味人生PS

雖然太陽看起來始終都沒有什麼變化,但並不代表它燃燒不盡。太陽的壽命也是有限的,它也會經歷從誕生到死亡的過程,只是這個時間相對於我們來說非常久,因為太陽可以不斷燃燒100億年的時間。那麼,太陽究竟是在燃燒什麼東西,才會使它持續這麼長的時間呢?

愛丁頓(通過日全食驗證了廣義相對論)最早推測,太陽內部的溫度和壓力極高,氫原子核在這種環境中會結合形成氦原子核,在這過程中的質量損失將會轉變為能量。氫到氦的核聚變反應有兩種過程,一種是質子-質子鏈反應,還有一種是碳氮氧循環。據估計,太陽每秒會因為氫核聚變而損失426萬噸的質量,過去46億年損失的質量為6.18×10^26千克。但這部分損失的質量佔太陽總質量是微不足道的,只有大約0.03%。正因為如此,太陽才能燃燒46億年而不熄滅,並且接下來還能繼續燃燒50億年。


火星一號

太陽每天都會從東方升起,從西方落下,就好像一個大火球,只要它的光輝照到身上,就讓人覺得很溫暖或者很曬,我們知道這是太陽以發光的形式向外輻射它的能量,天文學家們估計,太陽已經這樣發光發熱了50億年,就像太陽有無窮無盡的能源,那麼它會永遠這樣下去嗎?


我們平時都知道火的燃燒,只要易燃物被引燃就能燃燒,這實際上是易燃物和氧氣產生的一種劇烈氧化反應。可太陽上沒有氧氣,或者說氧氣非常少,那它為什麼能燃燒呢?這是因為太陽燃燒的方式跟我們常見的火完全不一樣,它是以核聚變的方式來產生能量,這種方式產生的能量比我們常見的火,輻射的能量大多了。



更何況太陽是一個質量巨大的星球,體積比地球大了130萬倍,質量比地球大了33萬倍,這樣巨大的質量當然會有巨大的引力,那麼在太陽的內部,壓力和溫度就會非常高,而太陽又大部分由氫元素組成,在太陽的核心,由於壓力過大溫度過高,氫原子會變得非常活躍,它們相互撞擊,當速度足夠快的時候,兩個氫原子便會形成一種新的原子,那就是氦原子,同時還會損失一部分能量,這就是氫核聚變了,損失的能量會被釋放出來,就是這些能量讓太陽發光發熱,每秒鐘就約有80萬顆廣島原子彈的能量被釋放。


太陽就是靠這樣的方式一直燃燒,可它雖然質量巨大,但是它的能源終將也會耗盡,按照上面的順序,兩個氫原子對撞形成氦原子,然後氦原子再繼續對撞下去形成鋰原子…一直這樣下去,直到對撞到碳原子時,太陽內部的壓力和溫度已經不足已讓碳原子繼續生成新的元素,那麼太陽內部的核聚變也就無法進行下去了,這也意味著作為主序星的太陽基本上就走向了死亡,之後它會漸漸熄滅,中間部分會形成一顆白矮星,外圍的部分會作為星雲消失到星際空間中。


所以太陽並不會燃燒不盡,它也是有了自己的壽命的,科學家們認為太陽的壽命約為100到120億年,當前的太陽已經燃燒了50億年,所以他還有著50到71年的燃燒時間,但是基本上在15億年之後,太陽將轉換到以氦元素為主的核聚變上,屆時太陽的體積將開始變大,而當太陽變成紅巨星時,體積會比現在增大近10億倍,屆時它的龐大身軀將吞併地球的軌道,我們的地球也將消失到太陽的茫茫火海之中。


人類的方向

太陽燃燒不盡是在一個較短的時間尺度來看,其實現在已經可以通過太陽直徑和質量計算出太陽的壽命。太陽的壽命一共是100億年,如今太陽是50億歲,處於壯年期。再過50億年,太陽會燃燒殆盡。


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