如果在木星上引爆一顆氫彈,是否能激發木星上的氫進行核聚變?

明天壞女人


不要說1顆氫彈,1億顆氫彈也沒有用。一個地球大的氫彈也無法激發木星上的氫核聚變。

1994年蘇梅克—列維9號彗星與木星相撞,爆炸威力相當於40萬億噸TNT炸藥的當量,只不過在木星大氣層留下一個疤痕,幾年後這個疤痕就沒有了。這個爆炸相當於幾十億顆廣島原子彈同時爆炸的能量。

這麼說吧,6500萬年前一顆約10公里直徑的小行星撞擊了地球,導致了恐龍的滅絕。這次撞擊的相當於100萬億噸炸藥同時爆炸的威力,相當於50多億顆廣島原子彈。這次撞擊除了對生態造成重大災難,對地球本身並沒有多少影響。而木星上並沒有生態,還怕你去撞嗎?

那麼我們如果用地球去撞擊木星呢?也引發不了核聚變。

因為核聚變是形成恆星的基本要求,而恆星的最小質量需要達到太陽的7%以上,中心的壓力才有可能激發氫核聚變。而木星的質量相比這個太小了,才達到太陽質量的0.1%,還需要增加70倍,才有可能成為一箇中心進行核聚變的最小恆星~紅矮星。

所以不光是地球去撞沒用,就是太陽系的所有行星和矮行星、小行星、衛星加起來一起去撞,有可能會把木星撞出幾個大坑,即使撞碎了,也激不起核聚變。因為太陽系太陽老大就佔去了99.86%的質量,所有的其他天體加起來才有0.14%的質量,糅合在一起離成為一顆恆星也差了去了。

但木星又是太陽系最大的行星,大到除了太陽外,所有的天體加起來也只有它質量的25%,地球質量只有其318分之一,體積只有它1321分之一,所以撞木星不就像一個雞蛋丟到水桶裡,起那麼一點漣漪濺起幾個水花而已。(上圖就是地球與木星的大致比例)

時空通訊認為,木星若要想成為恆星,很可能會有一個機會。

這就是但太陽變成了紅巨星,其外圍物質飄散到了木星軌道,被木星吸積使質量達到太陽現在質量的7%以上,就有可能變成一顆真正的恆星。這樣我們的太陽系就變成了一顆紅矮星和一顆白矮星的雙星系統。這個奇觀將會發生在50億年以後,讓我們大家一起來期待,哈哈~

所以,1顆氫彈就想引發木星核聚變的想法是非常幼稚的,木星上每時每刻發生著的風暴和雷電,哪一樣也比若干氫彈威力要大很多。

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這不大可能呢。要是一顆氫彈就能引發木星產生能夠持續維持的核聚變,那麼木星早就亮起來了,

到目前為止,人類能夠生產的氫彈只能在地球上造一個小坑,而木星的體積是地球的1300多倍,質量是地球的300多倍,一顆氫彈幾乎可以忽略不計,它產生的能量遠遠低於某些小行星撞擊木星產生的能量。這麼幾十億年來木星遭受了無數小行星的撞擊都沒有被點燃(高熱高壓是進行核聚變的前提),氫彈估計是沒希望了。就算是地球一頭高速撞到木星裡面也無法引爆木星。

因為木星實際上就是一顆失敗的恆星,或者說是太陽形成時的氫氦殘渣,它的質量遠遠達不到能夠自發核聚變的程度。實際上恆星的核聚變釋放能量的效率也是很低的,像太陽核心當中的核聚變釋放的能量( 276 微瓦/立方厘米)也僅相當於一個人靜息時散發的熱量的功率,所以要維持核聚變是相當困難的。恆星在高密度和高壓下聚變釋放能量的效率太低,使得核聚變難以維持淨能量輸出,看得出來太陽不過也只是勉強而已……

上圖:太陽、木星、地球、月球比例示意


木星需要至少到達目前75倍的質量才能啟動氫聚變而成為恆星,雖然最小的紅矮星半徑僅比木星大30%左右。在木星形成之初,木星的溫度要高得多,且直徑是目前的兩倍,在那個時候它都沒有爆發,以後就更難說了。因為木星輻射出比從太陽接收到的輻射更多的熱量; 其內部產生的熱量與其接收的總太陽輻射接近。這種額外的熱量由Kelvin-Helmholtz機制(恆星逐漸冷卻收縮)通過收縮產生,這個過程會導致木星直徑每年縮小約2釐米。

更改一下方案或許可以

但是如果說要在木星上通過某種方式(不是氫彈),引發局部的核聚變,這還是有可能的。比較有希望的方法是μ子催化的核聚變反應和輕離子束加速引發核聚變。

μ子催化核聚變允許在常溫下進行。其原理是用μ子(比電子質量高207倍)替換氫原子中的電子,這樣使得氫原子核能夠靠得更近,降低原子聚合的難度,如果人類能夠發明一種μ子彈(或者π介子彈——可產生μ子),在木星表面引爆,使大量的μ子滲透到木星的大氣當中,並輔以氫彈能量,則可能引發局部的核反應(因為局部降低了聚變所需的能量需求)。

離子加速核聚變則能夠引發微小的核聚變,尤其是在木星的高壓下可能更容易。即便在地球上,每年也會生產幾百個用於勘探石油的中子發生器,其機理就是利用電場引發氘氚微弱的核聚變而發射中子。

上圖:微型核聚變裝置——中子發生器

所以如果向木星發射大量高能氘氚離子束,很可能可以激發木星上的局部的微小核聚變,至少在離子束轟擊的區域,

上述兩種啟動核聚變,即便成功但都規模太小,可能沒有辦法自發維持,所以也就沒有辦法引爆木星了,此外還可能用反物質引發局部核聚變,當然,這個反物質的製備就太困難了。


小宇堂


核聚變反應的本質就是將兩個較輕的原子核結合在一起,形成一個較重的核,在這個過程中,會將一部分質量轉換成能量釋放出來。


圖:氫(氕)聚變成氦4的過程

要將兩個原子核合併到一起,需要克服原子核周邊電子之間的電磁排斥力(都帶負電荷,同性相斥),所以需要高溫將原子加熱成為等離子體(電子獲得能量逃逸了),使原子只剩下原子核。原子核中又有同帶正電荷的質子。這就需要極高的溫度(原子核震動速度加快,碰撞的能量更強大)和壓力,使原子核克服質子間的電磁排斥力,進入強相互作用力(核力)能夠作用的範圍。

強相互作用力的作用範圍非常短,只有10∧-15 m,差不多就只在原子核內部發生作用。一旦兩個原子核進入強相互作用力能夠發生作用的範圍,這個力就會將兩個原子緊緊的拉在一起形成一個新的原子。

圖:太陽

在太陽的核心處(半徑的30%以內)無時無刻都在進行著這樣的核聚變反應,每秒鐘可將6.2億噸氫聚變成氦。之所以太陽的核心處能進行核聚變反應,是由於其巨大的質量(佔整個太陽系質量的99.86%)製造的壓力和溫度使得核聚變反應能夠發生。

圖:氫彈爆炸

一顆氫彈爆炸所產生的壓力和溫度可能在爆炸的瞬間和爆炸核心處提供核聚變反應的條件,但爆炸過後這些條件就消失了,核聚變反應就自然停止。在海水中同樣有大量的氫元素,人類在海里爆炸了很多顆氫彈,都沒有點燃海水的核聚變就是這個原因。

木星曾經遭受過無數質量較大的小行星或彗星的撞擊,撞擊釋放出來的能量遠大於人類製造的氫彈的威力,同樣無法點燃氫的核聚變。




圖:發生1994年的蘇梅克-利維9號彗星

撞擊木星

如果要點燃木星的核聚變反應,唯一辦法就是增加木星的質量。點燃木星核聚變至少需要達到13倍木星的質量,這才能提供氚氘核聚變反應的條件,這也是最容易進行的核聚變。但是,木星的質量已經是太陽系中其他行星質量的2.5倍了。所以,點燃木星是目前人類辦不到的事情。


講科學堂


木星是太陽系最大的行星,其元素構成和太陽很相似,氫元素含量佔到了星球總體的75%以上,而太陽就是一個時刻進行著氫核聚變的天體,那麼能發射一顆氫彈引爆木星上的氫核聚變,讓它成為太陽這樣的恆星嗎?很遺憾,這是根本不可能的。


木星上面的氫元素很多,其內部的溫度據推測也高達3萬攝氏度,但是這距離點燃恆星內部的氫核聚變仍然很遙遠,至少需要有二三百萬攝氏度的高溫才能達到,例如太陽中心的溫度高達1500萬攝氏度,其實木星之所以不是恆星,根本上不是因為它的元素含量,而是因為它的質量,理論上一個星體只有達到木星質量的80倍,才能啟動內部的氫核聚變成為恆星,而這也只是成為最小的恆星了,所以很顯然這是不行的,木星的質量只有最小恆星質量的1/80,所以即便整個木星都是氫元素,那也是不可能點燃內部的氫核聚變成為恆星的。

↑太陽、木星、地球、月球的體積比例

其實木星經常遭受一些小行星的撞擊,這些撞擊產生的能量絲毫不亞於氫彈爆炸,特別是1994年蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星的事件,其產生的能量相當於如今地球上所有核武器爆炸產生能量的幾千倍,然而木星還是那顆最大的行星,沒有任何核聚變的跡象。所以用氫彈把木星引爆成為恆星的想法其實很搞笑。

其實要想讓木星變成恆星,理論上講也並非什麼難事,只需要給它增加質量就行了,只要有足夠物質(各種物質,並非單一元素)加到木星上面,使木星的質量達到木星的80倍,那麼它很可能就會引發內部的氫核聚變而成為一顆恆星,但是在可見的未來中,這卻幾乎是不可能實現的。因為在我們的太陽系中,根本沒有足夠的物質供木星成為恆星了。



在我們的太陽系中,太陽自身的質量就佔到了太陽系總質量的99.86%,剩下的0.14%中,木星自己又佔到了一半以上,八大行星除了木星之外的其他行星加起來只有木星質量的2/5,所以整個太陽系中除了太陽之外,把所有的剩餘物質都加到木星上面,都無法再使它成為恆星,因此木星雖然常被稱為“失敗的恆星”,但是從太陽系的物質分佈來看,它基本上是不可能再成為恆星了。


人類的方向



木星是太陽系質量最大的氣態巨行星,主要成分是氫和氦,而恆星的主要成分也是氫和氦,恆星之所以成為恆星就是因為內部的氫在高溫高壓下觸發了核聚變反應。

質能方程和放射性原理讓人類撬開了核能的大門,原子彈和後來的氫彈讓人類意識到在地球上釋放核能是可行的,從此人類就像得到了炮仗的小孩子一樣開始瘋狂核試驗。



木星的質量相當於太陽系其他所有行星質量的兩倍以上,5500萬噸TNT當量是人類製造過的最大威力,而1994年的彗星撞擊木星時的能量是40萬億噸TNT當量,而人類就是把全部的氫彈加起來也達不到這個威力。

在宇宙層面上,天體的形態只和天體質量有關係,恆星的入門質量是0.08倍太陽質量,低於這個界限的話是無法變成恆星的,木星的質量必須要達到現在的70倍才能變成最小的紅矮星,但是太陽系質量的99.86%都在太陽身上,人類就是把整個地球扔到木星也沒用。



我們的太陽壽命還有50多億年,人類在千年只能可能就離開太陽系了,到時候木星能不能變成第二個太陽對人類來說已經沒什麼意義了,不過我們還是要感謝木星作為太陽系清道夫的這幾十億年時間。


宇宙探索未解之迷


答:當然不能,核聚變需要在非常高的壓力,以及上千萬度的高溫下,才能持續進行。


木星主要由75%的氫元素和25%的氦元素組成,其他元素的含量加起來不到1%;太陽主要由71%的氫元素和26%的氦元素組成,其他元素加起來大約佔3%。

在太陽內部,主要進行著氫元素向氦元素的聚變,並釋放大量能量,太陽中心溫度有1500萬度;木星和太陽的成分如此相似,之所以木星的氫元素不發生核聚變,是因為達不到核聚變的條件。


在木星內部,有著很高的壓力和溫度,據科學家推測,木星的核心溫度高達28萬度,在大型天體內部,氫元素聚變的開始溫度需要大約1000萬度。

比如人類製造的氫彈,在爆炸瞬間,爆炸中心點的溫度高達2億度,足以點燃氫彈攜帶的氫元素(氘和氚)發生聚變,這也是氫彈爆炸的原理。


如果把氫彈扔到木星上引爆,氫彈爆炸的能量是向外輻射的,能量在空間中的衰減非常快,所以根本無法點燃木星上氫元素的核聚變,氫彈爆炸產生的高溫也無法維持。

實際上,每年都有不少小行星撞擊到木星上,比如著名的蘇梅克-列維9號彗星,在1993年撞擊木星,撞擊釋放的能量相當於80萬顆沙皇炸彈(人類試爆過最大的氫彈,相當於5000萬噸TNT當量)。

即便如此,也從未引發過木星氫元素持續聚變,要想木星上的氫元素持續聚變,唯一的辦法就是增加木星的質量:

(1)當木星質量增加13倍時,內部溫度有數百萬度,可以進行緩慢的核聚變反應,成為一顆褐矮星;

(2)當木星質量增加大約77倍時,內部溫度將超過1000萬度,氫元素的核聚變將徹底點燃,此時木星將成為一顆真正意義的恆星。


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額。。這是想象力過度了,核聚變的條件非常嚴苛,而木星所具備的條件還遠遠達不到標準。

並且這和有沒有外部引爆沒有關聯,即便你在上面引爆一顆氫彈,也頂多帶著木星上的一丟丟氫元素髮生核聚變,隨後也就偃旗息鼓了。

木星是太陽系八大行星中的老大,它的質量是其他七個兄弟總和的2.5倍,並且它的組成成份和太陽很像,主要元素都是氫和氦,並且比例也差不多。但木星就沒有太陽那麼好的命了,因為它的質量相比太陽而言,實在是太小了,因此它無法自身啟動核聚變。

↓木星大紅斑和地球的對比↓

這一點是最關鍵的,木星它自己沒法啟動核聚變,因此質量太小了(一般要達到太陽質量的10%左右,才能變成恆星)。質量的不足,導致它的核心壓力過小,溫度也不達標,反觀太陽,它有著整個太陽系99.86%的質量,核心溫度達到了1500萬攝氏度,又在引力約束的條件下,才發生了每秒淨損400多萬噸的核聚變能量釋放。



所以即便你給木星投入一顆氫彈去試著引爆它,到頭來也只是煙花一場,轉瞬即逝。

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賽先生科普


如果在木星上引爆一顆氫彈,是否能激發木星上的氫進行核聚變?

其實比氫彈能量還要高的超高能量釋放的撞擊事件,木星上發生是比較頻繁的,只是我們距離遙遠,只能比較大的撞擊事件我們才能觀測到!而最近的撞擊事件就是蘇梅克列韋9,它撞擊的能量相當於80萬顆全球試爆過的最大的-沙皇炸彈!但木星現在仍然安然無恙!

即使如木星14萬千米左右的直徑,仍然是一次大事件,但這完全不足以引爆木星!如果真想引爆木星的話,那麼請丟至少12個木星質量的小行星到木星上,讓其達到褐矮星的點燃標準!

因為恆星的燃燒並非炸藥爆炸,也不像燎原的野火,只要一個引爆或者引火條件即可!恆星內部的聚變是由於原子核的融合為條件的,要讓自由電子游離並且讓原子核靠近到足夠近的距離只需要兩個條件,一是高溫,二是高壓,兩者滿足任意條件即可!比如太陽的內部溫度是1500萬度,2500億個大氣壓!其實紅矮星內部的1000萬度,壓力稍低也可以!但木星內部只有28萬度,而且壓力也小得多!完全不足以點燃氫元素聚變!

而氫彈爆炸確實可以超過這個溫度,但卻無法保持多久,並且這個熱量會被迅速散失,很快就失去了聚變的條件!因此用氫彈引爆這條路被堵死了!

其實木星走向恆星之路還有一個可能,就是未來在太陽的白矮星時代獲取太陽擴散到太陽系裡的氣殼,因為它將丟失超過50%的質量,如果全部被木星獲取的話,成為一顆新的恆星是完全有可能的!

但木星要從這些薄薄的行星狀星雲中獲取超過自身將近80倍的質量,這個難度實在有些高,因此我們基本上可以肯定,可憐的木星這輩子是成不了太陽了,下輩子投胎的時候選個物質豐富一點的星雲哈,因為太陽系裡的99.86%的物質已經被太陽給擼完了哈......


星辰大海路上的種花家


記得之前有人問在木星上點一把火能不能把木星點燃了,現在又想在木星上引爆一顆氫彈,看能不能讓木星上的氫進行核聚變!

答案是不能,不要說一顆氫彈,就算是一億顆氫彈也不能讓木星開啟核聚變!

我們都知道太陽時刻進行著核聚變,那是因為太陽質量夠大,佔據了整個太陽系總質量的99.86%,巨大的質量讓太陽核心產生超高的溫度和壓力,開啟了核聚變!

即便太陽擁有如此大的質量,核聚變也只是在核心發生,那裡溫度高達1500萬攝氏度,除了核心,其他地方並沒有發生核聚變!

而木星質量只有太陽質量的0.1%,遠達不到核聚變的條件。科學家們估計,一顆星球之前需要太陽質量的7%才能引發核聚變,也就是需要達到木星質量的70倍才可以!

這就是為什麼有些人把木星稱為“失敗的恆星”,它的成分與恆星很接近,但遠不具備核聚變的條件。在遙遠未來,木星通過其強大引力如果可以“吞噬”周圍氣體雲甚至天體,或許能夠達到核聚變的條件,屆時整個太陽系將會有兩個“太陽”!


宇宙探索


不會。氫彈或許能夠使木星上的極少數氫原子核發生核聚變反應,但木星並不會因此而變得像恆星那樣持續進行核聚變反應。

木星的元素組成跟恆星很像,主要成分為將近四分之三的氫和將近四分之一的氦。但恆星能夠進行核聚變反應,而木星卻不能,其根本原因在於木星的質量太小了。

由於氫原子核非常小,並且它們之間存在巨大的電磁力排斥效應,所以想要使它們互相碰撞在一起,需要極高的溫度和壓力。只有當天體的質量足夠大時,強大的引力坍縮效應擠壓核心部分,使得那裡的溫度和壓力高到足以啟動可持續的氫核聚變。核聚變只發生在恆星的核心區域,其他區域則因為溫度和壓力太低而無法進行。而木星的質量太低,核心區域中沒有條件發生氫核聚變。

人類製造的氫彈並非直接就能引爆,這需要原子彈爆炸產生的超高溫,比恆星的核心溫度還要高。因為人類無法產生巨大的壓力,只能通過儘量提高溫度來彌補。而且氫彈用的是氫的同位素氘和氚,它們比氕更容易發生核聚變反應。

如果把氫彈投放到木星上,超高的溫度可能會促使極少數的氫進行核聚變,但這種反應無法持續下去,因為沒有持續的高溫和高壓。要知道,當年當量相當於12萬枚5000萬噸TNT氫彈的蘇梅克-列維九號彗星撞上木星,也沒能把木星怎樣。如果要點燃木星的核心使其成為恆星,只能給木星增重,讓它的質量增加到原來的80倍,這樣就能引發可持續的氫核聚變。


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