來源:hao123百家號 時間:2022-03-29 11:57:40
綜述
太陽系是我們所處的基礎(chǔ)天體系統(tǒng)中最大的天體,也正是因為它的存在,地球上才得以誕生我們這樣的生命與文明。太陽無時無刻不向外拋灑著熱量與光能,使其周圍的行星與物質(zhì)都多多少少受到了影響。
作為人類社會目前所擁有的最穩(wěn)定的能源,太陽已經(jīng)熊熊燃燒了至少46億年。很多人可能會對太陽背后燃燒的秘密產(chǎn)生好奇:太陽究竟是使用什么物質(zhì)作為燃料進行燃燒的呢?為什么在燃燒了46億年之后還是沒有燒完?
太陽的構(gòu)成
太陽是宇宙中一顆十分普通的恒星,其主要構(gòu)成是氫元素和氦元素,這兩種元素在宇宙中極為常見。
據(jù)科學(xué)家統(tǒng)計,在宇宙最初形成的那段時間里,整個宇宙75%的物質(zhì)都是氫元素,剩下的25%之中,氦元素也占很大一部分比重。所以這兩種元素也就自然而然的構(gòu)成了無數(shù)美麗的天體,太陽就是其中之一。
太陽的構(gòu)成就是如此簡單:氫,氦兩種元素,以及許多占比極小的微量元素。
在地球上的我們其實也經(jīng)常能夠見到氫氣和氦氣,這兩種氣體中自然也含有氫元素和氦元素,而且地球上的氫氣具有極強的可燃性,那么太陽上的氫元素是否就如同地球上的氫氣一樣,無時無刻的不在進行著化學(xué)燃燒呢?
太陽燃燒的原理
太陽的燃燒和地球上的燃燒反應(yīng)有著明顯的差別。首先,任何處于地球上的燃燒反應(yīng)都需要一定的氧氣作為介質(zhì),而太陽處在真空環(huán)境的宇宙,周邊自然沒有任何氧氣作為反應(yīng)介質(zhì)。
所以嚴(yán)格來講,太陽表面雖然看上去是一種燃燒過程,但其實和我們平常理解的燃燒現(xiàn)象有著本質(zhì)上的差別。
太陽的表面溫度可以達(dá)到6000℃,這種高溫的產(chǎn)生和一種名叫核聚變的現(xiàn)象離不開關(guān)系。從本質(zhì)上來說,核聚變反應(yīng)的產(chǎn)生是原子核物質(zhì)與電子之間的碰撞。太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)自然也是如此。
太陽內(nèi)部有無數(shù)的氫原子,這些原子在太陽內(nèi)部呈現(xiàn)一個極為不穩(wěn)定的狀態(tài)。因為太陽這樣的星體是物質(zhì)的集合,在對這些物質(zhì)進行聚攏的過程之中,會使得物質(zhì)自身的密度以及質(zhì)量受到一定程度的壓縮。
整個過程會提高物質(zhì)原子的活躍性,導(dǎo)致不同原子之間的碰撞加劇,兩種原子在碰撞的過程之中,就會釋放出一定的光能和熱能。
而太陽的體積巨大,在它的表面上隨時都發(fā)生著無數(shù)起類似的碰撞事件,所以太陽就一直保持著向外發(fā)光發(fā)熱的狀態(tài)。
核聚變的背后
其實我們?nèi)祟愒谖锢韺W(xué)得到一定發(fā)展之后,也一直十分關(guān)注核聚變這樣的物理反應(yīng),讓人談之色變的高殺傷性核武器:原子彈和氫彈,其背后的原理其實就是核聚變反應(yīng),兩種元素之間的碰撞就能釋放出殺傷力極強的能量。
很多人可能好奇:核武器可以輕而易舉地摧毀一座城市,甚至可以改變地形地貌,而太陽上則無時無刻不上演著與核武器的爆炸十分類似的核聚變反應(yīng),為什么太陽沒有受到影響而爆炸呢?
這個問題的答案其實很簡單,因為太陽上所進行的核聚變反應(yīng)是可以被其自身所控制的,而我們?nèi)祟愡\用到核武器上的核聚變反應(yīng)則是不可控的。
簡單來說:太陽自身有著十分強大的引力,所以才會有星體圍繞著它進行規(guī)律的旋轉(zhuǎn)。正是因為這種引力太陽表面的所有物質(zhì)才會附著在太陽上,否則這些元素將會飄蕩在宇宙之中。
這種引力的作用還遠(yuǎn)不止如此,除了使太陽誕生之外,太陽的引力還使得太陽能夠一直保持一個穩(wěn)定的狀態(tài)存在于宇宙之中。
雖然太陽的表面與內(nèi)部無時無刻不進行著核聚變反應(yīng),但是太陽自身的引力可以使得這種核聚變所產(chǎn)生的向內(nèi)的光能與熱能被很大程度的減少。
核聚變的產(chǎn)生與太陽引力的塌縮作用是一個相輔相成的過程,二者之間此消彼長的相互拉扯確保了太陽的穩(wěn)定性,也是太陽能夠一直熊熊燃燒的最主要原因。
太陽的未來
任何事物都有著終結(jié)的一天,體型龐大,壽命漫長的太陽也是如此。
據(jù)科學(xué)家統(tǒng)計,太陽內(nèi)部所含有的氫元素還足夠支撐它燃燒五十億年,而我們的太陽在今天已經(jīng)燃燒了46億年,因此我們可以推斷,目前的太陽是處于一個最穩(wěn)定最安全的時期,是恒星中的壯年恒星,一般情況下不會對周圍的天體造成不良影響。
但是在未來的幾十億年后,太陽自身的燃燒所消耗的物質(zhì)會越來越多,這種現(xiàn)象將會導(dǎo)致太陽的引力與質(zhì)量下降,核聚變反應(yīng)的速率將會更高。最終太陽會在很短的一段時間內(nèi),將自身的物質(zhì)全部燃燒,至今變成一顆體型巨大無比的紅巨星。
在自身可燃物質(zhì)耗盡之后,太陽再也無法進行核聚變反應(yīng),只能一步一步變成一個體積較小,亮度極低的白矮星。
結(jié)語
好在對于我們當(dāng)代人來說,我們不用擔(dān)心太陽的消亡,我們?nèi)祟惖膲勖噍^于宇宙中的天體來說,實在是太過短暫了。不過這群壽命短暫的人類正在一步一步揭開宇宙的面紗,推測宇宙的未來,這無疑也是一件十分浪漫的事。
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