隨著天文望遠鏡的發明,人類第一次真正看到了宇宙,對於太陽也有了更加深入的了解,知道太陽是一顆恆星,地球圍繞著太陽公轉等。
而且對於地球來說,太陽還是一個不可或缺的存在,是地球能量的來源。
根據科學家推測,太陽自誕生起,到現在已經持續向外釋放光和熱46億年,但是太陽為什麼不像蠟燭那樣會熄滅呢?
它怎麼會有這麼多的燃料?它什麼時候會耗盡燃料呢?
事實上,這些都是假象。
我們傳統的認知裡,燃燒必須得符合兩個條件,氧氣和可燃物,兩者缺一不可,而是在太空是沒有氧氣的,但太陽卻已經在太空當中燃燒了幾十億年,這明顯就不對啊!
其實準確來說,太陽並不是在燃燒,而是在進行核聚變,我們日常中理解的燃燒是一種化學變化,但核聚變是一種物理變化,兩者是完全是不同的。
太陽不是在燃燒,所以不會熄滅。
核聚變是宇宙當中普遍存在的一種物理變化,是指較輕原子核互相結合,形成一個重原子核的過程,氫彈就是利用的這個原理。
眾所周知,太陽質量的73%都是氫,剩下的基本上都是氦元素和一些其他重元素,而且在太陽內部核心區域的溫度以及壓力都很高,溫度可能達到了一千五百萬度,受到的壓力相當於2500億個標準大氣壓,正是在這樣的高溫、高壓的條件下,太陽才可以發生核聚變反應。
簡單來講,太陽內部的核聚變反應就是把4個氫原子聚變成為1個氦原子並釋放出能量的一個過程。根據愛因斯坦的質能方程式 E=mc^2,可以得到核聚變反應產生的能量是普通化學反應釋放的能量的2000萬倍。
換句話來說的話,1千克氫原子核聚變成為氦原子釋放的能量,相當於燃燒4000噸石油或6000噸煤炭釋放的能量,很顯然,核聚變反應是可以釋放巨大能量,而我們的太陽也就是利用這種物理反應產生的光和熱。
根據計算,太陽核心區域每秒會有6億噸的氫元素發生核聚變反應,其中會有400萬噸的氫元素完全轉化為能量釋放,這個數據在我們看來實在是非常巨大的。
不過對於太陽來說,實在是太過於微不足道,太陽的質量是大約地球的33萬倍,體積大約是地球的130萬倍,即使太陽已經燃燒了46億年,但太陽消耗的總質量才只有0.03%。
太陽的最終結局是什麼?
根據科學家對宇宙中天體的觀察,認為恆星最終的結局有三種,而決定恆星生命結局的就是其質量,比如說體積小的恆星最後會變成白矮星,顧名思義,白矮星就是發出白光、體積較小的天體,目前銀河系中觀察到的白矮星大約有488顆。
而一些較大的恆星最終會變成中子星,中子星的密度是非常大的,在宇宙中僅次於黑洞;最後超大質量的恆星最終會演化成迄今為止宇宙中最神秘的天體——黑洞。
由於太陽體積和質量相對來說較小,所以它最終可能會變成一顆白矮星。太陽目前是處於恆星演化過程中的主序星階段。
其實恆星一生中的大部分時間都是處於主序星階段,然後經過不斷地變大膨脹,成為紅巨星,由於恆星內部的核聚變反應,中心部位變為氦核。
最終,氫原子的聚變反應將向外層移動,這時恆星的重力和輻射能之間需要一個平衡,但核聚變在恆星外層發生的話,輻射能會逐漸強於重力,然後太陽將不斷膨脹,表面溫度不斷下降,逐漸變得更亮,直至變成一顆白矮星,走到了生命的盡頭……
說到這裡,可能有人就要擔心,當太陽走到生命盡頭的時候,那人類該怎麼辦?其實這種擔心完全是沒有必要的,因為太陽還得再過50億年左右的時間才會走向滅亡,所以留給人類發展的時間非常充足,未來科技發展的可能性是無限大的。