太陽 太陽不管什么物質(zhì)組成,只要質(zhì)量足夠大,最后都能達(dá)到等離子狀態(tài)
就算太陽是由香蕉組成的,它也不會和現(xiàn)在這個有任何區(qū)別。嗯,應(yīng)該是不會有太大區(qū)別,至少還是一樣灼熱。為什么這么說呢?首先,我們來了解一下太陽如此灼熱的原因:其實很簡單,就是因為它質(zhì)量大而已。外殼的物質(zhì)向太陽核心擠壓,使核心溫度飆升。這個道理很簡單,任何用氣泵給自行車打過氣的人都應(yīng)該有這種感受。太陽核心溫度高達(dá)1500萬攝氏度,在這樣的高溫環(huán)境下物質(zhì)分解成沒有固定形態(tài)的狀態(tài),我們稱之為等離子體。
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太陽才不關(guān)心自己是由什么物質(zhì)組成的呢,反正只要質(zhì)量足夠大,最后都能達(dá)到等離子狀態(tài)。 目前,太陽的質(zhì)量約為2000億億億噸,其中絕大部分為氫氣。如果,你能把重達(dá)2000億億億噸的微波爐或是香蕉堆放在一起,那你也能制造出一個熾熱的太陽。這里的知識點就是:太陽的溫度只由其質(zhì)量決定,跟它是什么物質(zhì)毫無關(guān)系。 但這只能解釋太陽為何此刻如此熾熱,卻不能解釋它為何能一直維持熾熱。太陽持續(xù)散發(fā)著光和熱,溫度卻向來穩(wěn)定沒有明顯變化。一定是有什么把失去的熱能補充回來了,而且補充的速度和熱量流失的速度一樣快。 在19世紀(jì)蒸汽時代里,人們很自然地認(rèn)為太陽就是一大塊燃燒的煤炭。
當(dāng)然,太陽的確是所有煤礦之母。依照科學(xué)家開爾文勛爵計算,如果太陽真的靠煤炭燃燒供能的話,那它只能維持5000年。這么短的時間,即使在愛爾蘭大主教詹姆斯·厄謝爾(James Ussher)看來都錯得離譜呢!他曾經(jīng)仔細(xì)研究分析過《圣經(jīng)》,并由此計算出地球(太陽也一樣)誕生于公元前4004年10月23日上午9點。這對地質(zhì)學(xué)家和生物學(xué)家而言就更荒謬了。 地質(zhì)學(xué)家在巍峨的山頂上發(fā)現(xiàn)了海洋生物的化石,順理成章地推論出這片山脈最初應(yīng)該起始于海底。因為沒有人在他一生中能覺察到山在生長,山要長成如今的高度需要幾千萬年的時間。
【 太陽|太陽不管什么物質(zhì)組成,只要質(zhì)量足夠大,最后都能達(dá)到等離子狀態(tài)】
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生物學(xué)家認(rèn)為生物進(jìn)化至今所需的時間比山更長。查爾斯·達(dá)爾文取得有力證據(jù)證明世間生靈都是經(jīng)過自然選擇,由共同的祖先演化而來。也沒有哪個人在他一生中能看見一種生物變換為另一種生物,所以達(dá)爾文口中漫長的進(jìn)化至少需要幾億年,甚至幾十億年的時間。 隕石是太陽系誕生初期流傳下來的遺跡,科學(xué)家們采用放射性測定年代法判斷隕石壽命,其結(jié)果顯示地球(也間接推測太陽)有45.5億歲了。也就是說,太陽存在的時間比計算出煤炭燃燒的時間長了百萬倍。再換句話說,給太陽供能的物質(zhì)一定比煤炭強上百萬倍。
直到20世紀(jì)初期,這種高能能源才終于粉墨登場,它就是核能。 太陽的工作就是,將兩個氫原子,也就是最輕的原子的原子核,融合成第二輕的氦原子的原子核。依據(jù)愛因斯坦聞名天下的質(zhì)能方程E=mc2,反應(yīng)物(兩個氫原子)與生成物(一個氦原子)的質(zhì)量差就會轉(zhuǎn)化為太陽的能量。因為這個反應(yīng),太陽每秒要減少100萬頭大象的質(zhì)量(做個比較,世界上威力最大的氫彈,也只能將約1千克的質(zhì)量轉(zhuǎn)換為以熱能為主的能量)。 太陽上進(jìn)行的核反應(yīng)會發(fā)光發(fā)熱,它對溫度特別敏感,溫度降低反應(yīng)就減緩,溫度升高反應(yīng)就加速。
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但如果反應(yīng)帶來的熱能過多,太陽上的氣體就像所有加熱的氣體一樣開始膨脹,然后又因膨脹而變冷減緩核反應(yīng)速度;但如果產(chǎn)生的熱量過少,氣體就會收縮,然后又會因收縮而升溫加快核反應(yīng)。如此這般,太陽就像是自帶著恒溫器讓自己一直保持著精確的溫度。而奇妙的是,這個溫度僅僅由太陽質(zhì)量決定,和它的組成物質(zhì)沒有任何關(guān)系(所以,就算太陽是由香蕉組成的,它的內(nèi)核溫度也會保持不變)。 合成氦原子核的第一步就是讓兩個身處太陽內(nèi)核的氫原子核撞向彼此,然后黏在一起。取平均值的話,這個反應(yīng)過程大概需要100億年,也就是說太陽能持續(xù)發(fā)光100億年。那么現(xiàn)在太陽年歲剛剛過半。
其實,太陽上的核反應(yīng)是效率最低的一種核反應(yīng)。舉個例子,如果從太陽核心取一塊與你的胃一般大小的物質(zhì)出來,它供能速率比你的胃還慢呢!那你肯定要問了,為什么太陽如此熾熱發(fā)光?因為太陽可不止你的胃那么大,它可比你的胃大無數(shù)無數(shù)倍呢。
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