太陽燃燒的是什麼?還能撐多久?是什麼在維持太陽的燃燒呢?

太陽燃燒的是什麼?還能撐多久?是什麼在維持太陽的燃燒呢?

太陽

自古以來,人類仰望天空,對天體感到無盡好奇。閃閃發光的星星和熾熱的太陽,充滿著神秘。對於天文學家而言,太陽只不過是一顆正在走向死亡的恆星。但對於其他人而言,太陽是一個熊熊燃燒的大火球,為我們能提供光和熱。

太陽已經持續燃燒了大約50億年,是什麼在維持太陽的燃燒呢?我們都知道,太空中沒有空氣,因此沒有氧氣可用於太陽的燃燒。在我們的日常經驗中,我們所熟悉的唯一燃燒是火焰燃燒。本質上,這是一種放出光和熱的氧化反應。但這不是唯一的反應類型。太陽確實在“燃燒”,但它是一種核反應,而不是化學反應。

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氫原子

太陽的燃料為氫原子,73%的太陽質量由這種化學元素組成。太陽的光和熱都來自於它的中心區域,那裡的溫度高達1500萬攝氏度,壓力高達3000億個地球大氣壓。在這樣的極端高溫高壓下,四個氫原子能夠聚變成一個氦原子,並釋放出能量。因此,氫核聚變無需氧氣的參與,太陽的“燃燒”不用氧氣。

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愛因斯坦的質能方程

太陽每秒要燒掉426萬噸的氫原子,根據愛因斯坦的質能方程E=mc^2,可以計算出太陽的功率為3.85×10^26瓦,相當於每秒9.19×10^10噸的TNT爆炸。

那麼,太陽最終會熄滅嗎?

答案是顯然的,太陽最終會燃燒殆盡,只不過還要一段非常漫長的時間,因為太陽的燃料非常充足。自誕生數十億年以來,太陽已經燃燒了一半的氫燃料。目前,太陽所包含的氫燃料還足夠再燒50億年。當氫燃料耗盡,核心坍縮,溫度升高,太陽將開始燃燒氦。此時,太陽將會膨脹成紅巨星。之後,太陽外層被剝離,結果留下白矮星。再經過數十億的冷卻,白矮星最終完全變暗,在宇宙中徹底死去。

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白矮星


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