03.05 太阳既然是个火球,那太阳靠什么在太空中燃烧,燃烧的空气又从哪来?

路人甲1305561


说太阳是火球,只是个比喻的说法。它实际上进行的是核聚变反应,来释放大量的光和热,和我们平常所见的燃烧不是一回事。

不严格来讲,日常生活中的燃烧产生的火焰,属于等离子体;而太阳正是这种物质组成的,所以我们经常将太阳比喻成一颗大火球。


太阳半径约70万公里(地球半径6371公里),而真正发生核聚变释放能量的区域半径只占四分之一,称为日核。虽然从半径来看,日核的半径是总半径的1/4,但在体积上只有太阳总体积的1.56%,所以说太阳内部的“发动机”体型并不大。

而太阳核聚变产生的条件正是其内部强大的引力约束以及极高的温度(一千五百万摄氏度),但主要还是由于引力约束的作用,像人类要的核聚变装置,温度往往需要上亿度,因为地面制造不了那么大的压力。

所以说,太阳很像氢弹,但是是一颗持续释放的氢弹,它的寿命约100亿年,目前正值壮年,约50亿岁。

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赛先生科普


燃烧是一种化学反应,可燃物与氧化剂(大多数情况下是氧气)发生剧烈的氧化还原反应,由此释放出光和热。在反应过程中,原子种类和个数并没有发生变化,而只是原子之间的重新排列,这就是化学反应的元素守恒原则。

虽然太阳就像一个熊熊燃烧的大火球,但太阳其实并没有发生燃烧反应,它的光和热来自核聚变反应,而这个过程不需要空气(氧气),并且太阳自身以及太阳所处的空间也没有氧气。尽管太阳的组成元素包括氢(质量占比73.5%)、氦(24.9%)、氧(0.8%)、碳(0.3%)等元素,但它们并不会发生化学反应,而且它们也不是以我们所熟知的常规状态而存在。在太阳的高温环境中,电子将会脱离原子核的束缚而自由运动,从而形成等离子体。

太阳的核聚变只会出现在核心的高温高压区域,其他部分不会发生核聚变反应。在距离太阳中心小于太阳半径的25%的核心区域,由于温度和压力变得极高,使得氢原子核能够相互碰撞形成氦原子核。这种从氢到氦的核聚变反应主要有两种方式,第一种是质子-质子链反应,第二种是碳氮氧(CNO)循环。对于太阳这种质量级别的恒星,能量的来源主要是第一种反应,占比达到了99%。无论是哪种方式,净反应都是四个氢原子结合为一个氦原子核。在此过程中,将会损失一小部分的质量,它们则会转化为光和热被释放出来。此外,氢弹的原理与太阳的核聚变反应是一样的,只是氢弹使用氘和氚(都是氢的同位素),它们更容易聚变成氦。


火星一号


太阳在空中发光发热,看起来像是在燃烧,其实不然,太阳并不是在燃烧!当然讨论这个问题也没有多大的意义,太阳是宇宙中熊熊燃烧的火球,将太阳比喻成火焰也不是不可以的。

从组织的构成上来讲,火焰、核聚变和太阳大气有深刻的相同之处。火焰本质上是一团电离气体,在适当的条件下,可燃物发生氧化反应,氧化反应提供的能量使得气体电离,电离气体中激发态电子向低能级跃迁,与此同时发出了可见光,形成我们所看见的火焰。同样的,太阳大气也是一团电离气体,从这个方面来讲,太阳就是一团悬浮在宇宙中的超大的火焰,说太阳是在燃烧,似乎也没有什么不妥。

太阳的结构可以简单地分为太阳大气和太阳内部两个部分,太阳的内部是不透明的,我们通常所观测到的,都是太阳的外部。同时,太阳大气被分为三个部分,从内到外是光球层、色球层、日冕层。太阳大气中可以产生极为复杂的现象,如绵延数十公里,像拱门一样的日珥,相当于数百亿颗百万吨级氢弹爆炸产生的耀斑,这样的一些结构的确会让人感觉太阳就是一团火焰。但是我们知道火焰的能量产生机制,来源于氧化还原反应,太空中是没有氧气的,那么太阳大气是通过什么手段使得太阳表面产生火焰状的结构呢?


很多的人第一反应是核聚变,的确不可否认的是,太阳核心的核聚变,是太阳能够维持几十亿年发光发热的最终的能量来源,但是正如我前面所说的,太阳的表面和内部是有着很大的区别的,在太阳上,核聚变只发生在太阳的核心。如此一来,中心的能量得传递出去才能被外界吸收啊,同样的只有传递出去才能够形成我们看见的光啊。那么太阳中心区的能量是怎么传递出去的呢?太阳中心区的能量传递主要依靠辐射形式。但是啊,这个传递并不是很容易达到,通常而言光子从太阳的核心到达太阳表面,需要经过太阳内部的辐射区和对流区,而传递的时间长达上百万年。这主要是因为这趟旅程太难走了,所以从这个方面看来太阳内部发生的核聚变是无法直接影响到太阳表面的活动。


这么说来,火焰状结构的本质并不是核聚变,那到底是什么呢?关于这个问题,我的知识也有限,只知道目前的主流观点是磁重联,因为太阳表面的磁场的环境与地球相比很不一样,它表面的物质处于高电导率的等离子体状态,使得磁感线能够与其一起运动,于是这些物质会沿着磁力线排布,同时被蹦得紧紧的,越蹦越紧,就像弹簧一样不断储存能量,等到了一定程度的时候,就像扭曲过度的弹簧会断裂一样,猛地一下子把能量又给释放出来,这就是磁重联。

按照现有的理论,磁重联,是太阳表面所有高能现象的来源。


镜像科普


太阳既然是个火球,那太阳靠什么在太空中燃烧,燃烧的空气又从哪来?

如果按题主的问题理解的话,应该是问助燃的氧气是哪里来的!不过今天的答案有点让你难以置信,太阳上还真是有氧元素的,而且这些氧元素是它自己生产出来的,当然也许不是现在,但最终太阳就会生产出这些氧元素!

太阳的光谱成分比例,氧元素不少了哦.......当然这些氧元素绝大部分都是继承自上一代恒星!不过除了氦,这真的大部分应该是太阳自产的,即使现在太阳还在日夜不停的生产!抱歉,太阳上没有日夜!!

对了,太阳是上的燃烧过程是聚变,基本方式如下:

四个氢核聚变为一个氦核,然后质量亏损约0.7%,而太阳的能量就从亏损0.7%的质量中转换而来,太阳每秒约65450万吨氢元素巨变成65000吨氦,每秒约有450万吨的质量完全转换为能量,通过E=MC^2彻底转换!

然而以太阳的质量,未来到氦元素聚变生成碳氧后就再也无法折腾了,因为温度不够,碳氧的聚变温度要求更高,失去辐射压力的太阳内核将坍缩成白矮星,而外壳将扩散成行星状星云!不过需要注意的是,未来的白矮星时代,太阳的氧元素含量极高!!!

太阳的未来......就是一颗黑球,不过为时尚早,因为白矮星时代会发光很长时间!


星辰大海路上的种花家


太阳不是燃烧,而是核聚变。

我们都听说过原子弹和氢弹,也知道太阳,三种有着相似之处。原子弹属于核裂变,而太阳和氢弹都是核聚变,聚变可以产生巨大的能量。

什么是核聚变?

在高温和高压下,核外电子摆脱原子核的束缚,使得两个原子核吸引撞击聚合在一起,

发生互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),大量电子和中子从原子核的束缚中逃出,,从而释放出巨大的能量。

太阳的组成与核聚变

太阳主要是氢和氦组成,其他成分很少,如氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%。太阳不断通过氢元素合成氦元素发生聚变反应,无时无刻不在释放着光和热。

核聚变和燃烧不一样

燃烧需要氧气,核聚变不需要氧气的存在。太阳不是燃烧而是核聚变,自然太阳也就不需要周围的空气。

太阳质量巨大,质量占到整个太阳系总质量的99.86%,科学家预测,太阳至少还能够坚持50—60亿年。


地理爱好者


太阳的光和热不是普通的燃烧,而是来自中心的氢核聚变。

核聚变是不需要空气或氧气的,需要的只是高温或高压。在强大的压力或温度下,氢原子核发生了融合反应,并释放出巨大的能量,这就是太阳发光发热的原理。

核聚变巨大的扩张力抵御住了巨大的引力,所以太阳一直处于稳定的主序星状态。太阳的寿命大致100亿年,现在约有50亿岁了,还可以坚持50亿年。

所有的恒星都起源于原始星云或者再生星云,太阳也不例外。科学界分析,太阳产生于再生星云。再生星云就不是宇宙大爆炸产生的初始星云,而是上一代甚至几代恒星死亡时抛弃的外壳物质形成的。

在50亿年前,形成太阳的那坨再生星云遇到某种扰动,开始收缩聚集,而且越来越快,形成数量级加速塌缩,巨大的引力形成中心巨大的压力,终于引发了核聚变,于是太阳作为一个恒星星胚就形成了。

通过吸积,太阳把这坨星云的总量99.85%的质量吸到了自身身上,太阳形成后强劲的太阳风把剩余的残渣余孽吹向了远方。

剩下的这些残留星云总质量只占太阳的约0.14%,但它们依然围绕着太阳形成时的吸积盘转动,并在各自轨道残留星云聚集较多的地方形成了行星星胚。

这些星胚不断滚动吸附轨道物质,渐渐清除了轨道上的残留,八大行星就形成了。还有一些逃脱的残留物质就形成了为数众多的矮行星、卫星、小行星、彗星和继续做着的尘埃。

太阳系就这样形成了,大家围绕着太阳这个老大规规矩矩的运行了几十亿年,太阳老大也源源不断的放射出光和热。这些光和热孕育了地球上的生命,使地球成为了一个特别的蓝色星球,而太阳也因为有了地球在银河系里身价百倍。

太阳中心的压力有3000亿个大气压,温度约1500万度,在这样的压力和温度下,核聚变时时刻刻在进行着。

太阳中心每秒钟有6亿吨的氢通过核聚变转化为5.96亿吨的氦,其中400万吨的氢被转化成光和热发射出来。

科学界研究认为,太阳中心核聚变产生的光子从半径70万公里的中心一路磕磕碰碰,要数万年甚至十几万年才能来到太阳表面,最终以电磁波的形式辐射开来。

所以说每个今天照射到我们身上的太阳光子,都可能是十几万年前产生的,大家可以抚摸一下,感受一下这古老的气息。

当然,太阳表面的光和热辐射到我们身上,走过1.5亿公里的路程,只要大概500秒钟。

太阳的这种核聚变,随着太阳的衰老,将会越来越快,太阳的温度和亮度也会越来越高。但太阳所蕴含能源,足够再烧它50亿年。

当太阳寿终正寝时,它会由于引力不足而膨胀,变成一个红巨星,半径扩大200-300倍,那个时候地球将很可能被吞噬,与太阳同归于尽。

最终,太阳会把红巨星的外壳抛去,只留下一个地球大小的白矮星。

这个白矮星是一个电子简并态的极端星球,表面每立方厘米的物质重达10吨左右。太阳的末日就是这样。

有人问地球人类这么办,时空通讯可以告诉你,如果人类不在早期的天灾人祸中毁灭的话,还有5000年将发展到宇宙二型恒星级文明,就可以进行星际殖民。

在数亿年内,人类早就离开地球了,所以太阳最终的死亡与人类毫无关系。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


答:太阳的燃烧不再是普通的化学燃烧,而是强烈的核聚变反应,和氢弹爆炸的原理是一样的,该过程不需要助燃物的。


广义上的燃烧:是指强烈的发光发热反应。



日常中的燃烧需要助燃物,最为常见的助燃物是氧气;在一些特殊的化学燃烧当中,也可能是其他物质,比如镁条就可以使用二氧化碳作为助燃物。


而太阳上进行的是核聚变反应,不再是化学反应;核聚变反应的原材料是氢核,氢核经过多次融合后形成氦-4,这也是我们太阳内部的主要反应。



反应总方程式为:

4(1H)=4He+2(e+)+2v,ΔE=24.7MeV ;

反应条件需要非常高的温度和压力,不需要额外的助燃物,核反应一大特点就是——反应过程会释放巨大的能量。


太阳内部的核反应和氢弹爆炸是类似的,一颗氢弹可以轻松摧毁一座城市,从这点我们就可以看出,核聚变中蕴含着巨大的能量。




好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


说“太阳是个火球”是比喻用法。太阳并不是一个“火球”,实际上也没有在太空中“燃烧”,当然更不需要空气了。

这个问题其实已经被问过很多次了,本来不想回答的,但是鉴于有些答案说的有问题,所以不得不写两句。

大家都知道,太阳的巨大能量来自其核心的聚变反应,然而这里面有两点需要澄清一下。

第一:太阳的核心并不大,只占太阳半径的四分之一左右,太阳体积的1.6%左右。

有些答案(不止一个)里面放的这个图,似乎是随便ps的,以至于问题多多,比如没有正确描述太阳的内部结构,夸大了太阳产生能量区域的大小,夸大了该区域的温度分布,而且还少画了辐射区等。

↓错误的太阳结构图,图片来自某些答案↓


↓正确的太阳结构示意图,中心白色区域是日核,日核外面是辐射区,再往外是对流区,图片来自wiki↓

第二:太阳核心并不是像氢弹爆炸一样,太阳产生能量的功率并不高,远没有地球上燃烧的火球那么高。

即使在太阳中心(半径为零的地方),温度也并没有高到聚变反应可以很快很顺利的进行,所以一立方米的太阳物质聚变产生的能量的功率只有两百多瓦,还不如一个小电饭锅。从太阳中心向外,温度和密度都会降低,功率也会下降。

↓太阳内部越往外温度越低,日核中心有上千万度,日核外部降到几百万度,图片来自NASA↓

那为啥太阳有那么大能量呢?

因为太阳很大很大,太阳半径约7亿米,算下来日核半径约1.75亿米,日核体积约为22亿亿亿立方米,所以即使平均下来每立方米日核物质的功率只相当于一个17瓦的灯泡,太阳还是可以产生足够的能量来照亮我们的太阳系。

最后,正因为太阳产生能量的效率这么低,才可以持续发光发热几十亿年,让地球有足够长的时间演化出人类。

如果您有感想,请留言多指教。


乔小海


有谁能想到,带给我们无限温暖和光亮的太阳,竟然还有一个不怎么高大上的名字“黄矮星“,太阳的寿命约为为100岁,也就是从现在开始再过50亿年之后,太阳内部的燃料(核氢元素)会燃烧殆尽,太阳的燃烧也一直把氦元素聚变成碳元素。太阳的半径为70万公里是地球的109倍,据说其体积也是地球的130万倍。

不仅如此,大阳并不是一颗”孤独“的星星,作为”太阳系“中最中心的恒星,太阳距离地球的距离为15210万千米,换算成光年为65700分之一光年。除了热和光以外,太阳还会释放出影响我们的其它物质,比如紫外线、太阳黑子、太阳耀斑和太阳风暴等等。太阳的燃烧并不像我们想象的一般,是靠用之不竭的燃料和空气行程燃烧。太阳是依靠核心富含的氢核元素聚变行程的光热。

关于太用,世界上有许多歌曲为其赞扬称颂,其中最出名的代表为世界男高之王帕瓦罗蒂演唱的那不勒斯名歌《我的太阳》,这首脍炙人口的歌曲,先后被翻译成十几种语言的十几个版本,在世界的各个角落唱响。同时,台湾歌手张宇也曾演唱过一首《我的太阳》,与前者不同的是,这首歌曲是一首向爱人表达爱恋的歌曲,90年代也曾风靡大街小巷。可见,太阳本身除了释放光热带给人们温暖光亮之外,还是人们美好祝愿的寄托。


栋哥游新疆


太阳虽然看起来像一个火球,但是原理并不是燃烧,而是发生核聚变

在初中的时候我们就上过化学课,同时我们知道了简单的化学反应-燃烧。知道了物质燃烧需要氧气并达到着火点。但是太阳的发光发热并不是所谓的“燃烧”。

太阳的主要组成物质就是氢,在自身的引力塌陷下给内核施加持续性的高温高压,促使氕发生核聚变。一部分能量抵抗自身的引力塌陷,多余的能量以光和热的形式消散。

质量越大的恒星需要释放更多的能量来抵抗自身引力塌陷,就需要消耗更多的氢,所以质量越大的恒星寿命越短。而太阳的“燃烧”甚至谈不上化学反应,根本不需要氧气的参与。


简单回答,这里是科学黑洞,感兴趣的不要忘记关注我们哦!


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