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太阳究竟使用了什么当燃料,为什么燃烧了46亿年还没有烧完?

来源:hao123百家号     时间:2022-03-29 11:57:40

综述

太阳系是我们所处的基础天体系统中最大的天体,也正是因为它的存在,地球上才得以诞生我们这样的生命与文明。太阳无时无刻不向外抛洒着热量与光能,使其周围的行星与物质都多多少少受到了影响。

作为人类社会目前所拥有的最稳定的能源,太阳已经熊熊燃烧了至少46亿年。很多人可能会对太阳背后燃烧的秘密产生好奇:太阳究竟是使用什么物质作为燃料进行燃烧的呢?为什么在燃烧了46亿年之后还是没有烧完?

太阳的构成

太阳是宇宙中一颗十分普通的恒星,其主要构成是氢元素和氦元素,这两种元素在宇宙中极为常见。

据科学家统计,在宇宙最初形成的那段时间里,整个宇宙75%的物质都是氢元素,剩下的25%之中,氦元素也占很大一部分比重。所以这两种元素也就自然而然的构成了无数美丽的天体,太阳就是其中之一。

太阳的构成就是如此简单:氢,氦两种元素,以及许多占比极小的微量元素。

在地球上的我们其实也经常能够见到氢气和氦气,这两种气体中自然也含有氢元素和氦元素,而且地球上的氢气具有极强的可燃性,那么太阳上的氢元素是否就如同地球上的氢气一样,无时无刻的不在进行着化学燃烧呢?

太阳燃烧的原理

太阳的燃烧和地球上的燃烧反应有着明显的差别。首先,任何处于地球上的燃烧反应都需要一定的氧气作为介质,而太阳处在真空环境的宇宙,周边自然没有任何氧气作为反应介质。

所以严格来讲,太阳表面虽然看上去是一种燃烧过程,但其实和我们平常理解的燃烧现象有着本质上的差别。

太阳的表面温度可以达到6000℃,这种高温的产生和一种名叫核聚变的现象离不开关系。从本质上来说,核聚变反应的产生是原子核物质与电子之间的碰撞。太阳内部的核聚变反应自然也是如此。

太阳内部有无数的氢原子,这些原子在太阳内部呈现一个极为不稳定的状态。因为太阳这样的星体是物质的集合,在对这些物质进行聚拢的过程之中,会使得物质自身的密度以及质量受到一定程度的压缩。

整个过程会提高物质原子的活跃性,导致不同原子之间的碰撞加剧,两种原子在碰撞的过程之中,就会释放出一定的光能和热能。

而太阳的体积巨大,在它的表面上随时都发生着无数起类似的碰撞事件,所以太阳就一直保持着向外发光发热的状态。

核聚变的背后

其实我们人类在物理学得到一定发展之后,也一直十分关注核聚变这样的物理反应,让人谈之色变的高杀伤性核武器:原子弹和氢弹,其背后的原理其实就是核聚变反应,两种元素之间的碰撞就能释放出杀伤力极强的能量。

很多人可能好奇:核武器可以轻而易举地摧毁一座城市,甚至可以改变地形地貌,而太阳上则无时无刻不上演着与核武器的爆炸十分类似的核聚变反应,为什么太阳没有受到影响而爆炸呢?

这个问题的答案其实很简单,因为太阳上所进行的核聚变反应是可以被其自身所控制的,而我们人类运用到核武器上的核聚变反应则是不可控的。

简单来说:太阳自身有着十分强大的引力,所以才会有星体围绕着它进行规律的旋转。正是因为这种引力太阳表面的所有物质才会附着在太阳上,否则这些元素将会飘荡在宇宙之中。

这种引力的作用还远不止如此,除了使太阳诞生之外,太阳的引力还使得太阳能够一直保持一个稳定的状态存在于宇宙之中。

虽然太阳的表面与内部无时无刻不进行着核聚变反应,但是太阳自身的引力可以使得这种核聚变所产生的向内的光能与热能被很大程度的减少。

核聚变的产生与太阳引力的塌缩作用是一个相辅相成的过程,二者之间此消彼长的相互拉扯确保了太阳的稳定性,也是太阳能够一直熊熊燃烧的最主要原因。

太阳的未来

任何事物都有着终结的一天,体型庞大,寿命漫长的太阳也是如此。

据科学家统计,太阳内部所含有的氢元素还足够支撑它燃烧五十亿年,而我们的太阳在今天已经燃烧了46亿年,因此我们可以推断,目前的太阳是处于一个最稳定最安全的时期,是恒星中的壮年恒星,一般情况下不会对周围的天体造成不良影响。

但是在未来的几十亿年后,太阳自身的燃烧所消耗的物质会越来越多,这种现象将会导致太阳的引力与质量下降,核聚变反应的速率将会更高。最终太阳会在很短的一段时间内,将自身的物质全部燃烧,至今变成一颗体型巨大无比的红巨星。

在自身可燃物质耗尽之后,太阳再也无法进行核聚变反应,只能一步一步变成一个体积较小,亮度极低的白矮星。

结语

好在对于我们当代人来说,我们不用担心太阳的消亡,我们人类的寿命相较于宇宙中的天体来说,实在是太过短暂了。不过这群寿命短暂的人类正在一步一步揭开宇宙的面纱,推测宇宙的未来,这无疑也是一件十分浪漫的事。

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