在我們太陽系中,太陽的質(zhì)量占到了太陽系總質(zhì)量的99.86%左右,而其它天體加起來還不到太陽系總質(zhì)量的1%,是我們太陽系當之無愧的“老大”,維持著我們太陽系的穩(wěn)定。
太陽作為一顆恒星,源源不斷地向外釋放著光和熱,像一顆“燃燒”著的大火球,根據(jù)科學家的研究,太陽已經(jīng)“燃燒”了將近50億年,但是在地球上卻沒有物質(zhì)能夠燃燒這么久,那么太陽到底如何燃燒的?怎么可以燒這么久?
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
太陽的“燃燒”不是普通的燃燒。
地球上的燃燒反應是需要氧氣參與的化學反應,但是在太空中并沒有氧氣的存在,而太陽也確實在“燃燒”,很明顯太陽的“燃燒”與我們地球上的燃燒反應完全不同。
從科學的角度來看,太陽之所以會持續(xù)的發(fā)光發(fā)熱是因為太陽內(nèi)部在無時無刻地進行核聚變反應,這不是化學反應,而是屬于一種物理反應,因此太陽進行的并不是地球上普通的燃燒反應。
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
構成太陽的主要成分是氫原子,這是太陽發(fā)光發(fā)熱的“原料”,在太陽內(nèi)部有著高達1500萬℃的溫度以及3000億個地球海平面的大氣壓,按理說這樣條件是不足以發(fā)生核聚變反應的。
但在高溫高壓下,太陽內(nèi)核物質(zhì)呈現(xiàn)出了一種等離子態(tài),導致太陽內(nèi)部的粒子極其不穩(wěn)定,增加了原子之間的碰撞頻率,再加上量子隧穿效應的存在,才使太陽內(nèi)部的氫原子能夠發(fā)生核聚變反應,并釋放出巨大的能量,而這些能量就是太陽發(fā)出的光和熱。
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
太陽內(nèi)部發(fā)生的是可控核聚變反應。
氫彈作為核武器的一種,其主要原理同太陽內(nèi)部發(fā)生的反應一樣,也是通過氫的同位素(氘,氚)來進行核聚變反應,釋放出巨大的能量,而氫彈是用它一瞬間爆炸所釋放出的能量去進行大規(guī)模的破壞。
氫彈爆炸的原理雖然和太陽類似,但氫彈爆炸發(fā)生在一瞬間,進行的是不可控核聚變反應,而太陽內(nèi)部的核聚變是可控核聚變,這又是為什么?
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
眾所周知,太陽自身有著強大的向內(nèi)坍塌的引力,當太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變向外釋放能量時,又會產(chǎn)生一種對外的壓力,這樣一來,核聚變向外的壓力與太陽外部向內(nèi)的重力就能保持一個動態(tài)平衡。
當核聚變反應產(chǎn)生的壓力大于太陽引力的時候,自身引力不能抵抗核聚變反應對外產(chǎn)生的壓力,會減緩核聚變反應的程度,從而減小核聚變產(chǎn)生的壓力。
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
反之,當太陽的引力大于核聚變反應時,又會加劇核聚變反應的程度,從而增大核聚變產(chǎn)生的壓力,兩者的始終是平衡狀態(tài),因此這才使太陽內(nèi)部的核聚變反應在這將近50億年來,既不明顯膨脹,也不會明顯的收縮。
太陽也會有壽終正寢的一天。
作為一顆黃矮星,太陽的正常壽命在100億年左右,而太陽目前已經(jīng)燃燒了46億年,這也就是說如今的太陽還有50多億年的時間。
按照黃矮星的命運軌跡來看,隨著太陽核聚變不斷釋放能量,自身質(zhì)量也會不斷虧損,當引力不足以對抗內(nèi)部的核聚變時,它的體積就會急劇膨脹而變成一個紅巨星。
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
到那個時候,膨脹成紅巨星的太陽會把周圍的行星給吞沒,在被吞沒的行星中可能還包括我們地球,而太陽的紅巨星階段大概會有百萬年的時間,到紅巨星階段末期,太陽內(nèi)部還會急劇坍縮,最終變成一顆白矮星。
其實恒星會因為其質(zhì)量不同而有不同的結局,質(zhì)量比較大的恒星,一般會經(jīng)歷超新星爆炸而變成一顆中子星或者黑洞,而質(zhì)量較小的恒星最后會變成一顆白矮星。
太陽到底用了什么當燃料,為啥燃燒了46億年還沒有燒完?
總之,太陽內(nèi)部的可控核聚變還能再進行50多億年,最后太陽會變成一顆白矮星,然而很多人擔心的卻是等到太陽膨脹成紅巨星后,我們的地球該何去何從,人類又該怎么辦?
其實這種擔心就是杞人憂天,因為50億年的時間對于人類或者地球來說簡直太漫長了,而且宇宙中存在著太多的不確定性,未來地球的命運究竟會怎么樣,誰也不知道。