太陽究竟使用什麼當燃料,為什麼燃燒了46億年還沒燒完?

2020-12-12 騰訊網

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。

相關焦點

  • 太陽究竟使用什麼當燃料,為什麼燃燒了50億年還沒燒完?
    太陽就像是一個大火爐,科學家研究發現它已經燃燒了50億年之久,按照它的質量,未來還會持續發光發熱50億年之久,目前的太陽正值壯年。太陽作為銀河系2000億顆恆星中普通的一員,位於銀河系的一條旋臂之上,距離銀心大約2.6萬光年,以超高的速度在繞銀心運動。大約50億年前太陽系形成於一片原始星雲,太陽總質量的98.2%是氫和氦,其中氫的佔比達到70%以上,剩下的就是佔比不足2%的其它微量元素。
  • 為什麼太陽能夠燃燒50億年而不滅?它使用的究竟是什麼燃料?
    除了一少部分是地球內部的能量之外,大部分還是來自於我們頭上的那個太陽。對於古時候的人們來說,太陽到底是什麼並不清楚,在古人的眼裡,太陽是神聖的,是無人偉大的存在,於是誕生了很多有關太陽的傳說。進入科技時代之後,在科技的幫助下,我們開始不斷認知地球,認知地球之外的世界。這個時候,我們終於搞明白了太陽是什麼?
  • 太陽燃燒了將近50億年,還沒有熄滅,它使用的到底是什麼燃料?
    太陽燃燒了將近50億年,還沒有熄滅,它使用的到底是什麼燃料? 也在不斷的維持著地球生態系統的平衡,為地球生物的生存和發展做出了很大的貢獻,而時至今日,太陽已經在宇宙當中燃燒了整整50億年之久了,而此時的太陽還處於壯年時期,還能夠發光發熱近
  • 為什麼太陽燃燒了46億年,一直不熄滅?
    太陽作為太陽系的中心天體,它在很大程度上維持了太陽系內部的穩定,同時幾十億年如一日地為地球傳送光和熱。人類文明形成之前太陽早已高高懸掛在空中,一些文明形成之後開始崇拜太陽,以太陽為圖騰,如今地球上還存在許多崇拜太陽的民族,例如日本大和民族,可見太陽對人類的重要性。
  • 為什麼太陽能燃燒100億年?太陽:你知道我的核聚變有多難嗎?
    地球之所以能夠像現在這樣充滿生機,最重要的原因就是,有太陽這個「大火球」在不斷地向地球輸送光和熱。這也就意味著,假如有一天太陽停止燃燒,那麼地球將很快轉變成一顆死寂的冰凍星球,但好消息是,我們不必為此擔心,因為太陽能燃燒100億年。
  • 太陽是怎樣構成的?它的燃料是什麼?
    在整個過程中,主要是圍繞著太陽進行展開的,太陽佔據了整個太陽系99.86%的質量,而其他行星實際上是太陽形成過程中的邊角碎料在引力的作用下逐漸形成的。當太陽被點燃後,就正是進入了主序星時代,咱們的太陽可以持續大概100億年的主序星時期,這段時期相對穩定。
  • 太陽在過去46億年裡已經燃燒掉多少質量?
    自從太陽誕生到現在的46億年,太陽一直在「燃燒」,那麼,太陽已經被用了多少了呢?關於太陽被利用了多少這個問題,真是一個非常有趣的問題,而且如果深究細節的話,還是一個非常難回答的問題。下面,通過簡單的計算來估算太陽已經消耗了多少。
  • 太陽已經誕生了46億年之久,它的壽命到底有多長?
    在此同時,我們最想知道的就是太陽的壽命到底有多長?太陽誕生於46億年前,從誕生便開始了它的傳奇一生——燃燒。46億歲的太陽現在是處於青年、壯年還是老年時期呢?它到底還能燃燒多久呢?這顆紅色星球最後的歸宿到底是哪裡呢?眾所周知,所有的燃燒活動都需要燃料,那麼太陽的燃料是什麼呢?
  • 太陽由什麼構成,為什麼能燃燒幾十億年的時間?
    太陽主要是由氫元素和氦元素構成的等離子體,燃料就是氫元素,氫元素進行核聚變反應釋放大量能量,太陽的主序星壽命約100億年。自從有了地球開始,太陽就照耀著地球,太陽的燃料似乎取之不盡用之不竭,其實在太陽內部,隨著核聚變的進行,氫元素的含量在逐漸減少,當氫元素含量低到一定程度後,氫元素的核聚變反應就會終止。
  • 太陽一直依靠什么元素在燃燒,地球上的重元素又是怎麼來的?
    據估算,人類現在每年消耗的能量大約在5x10^20J,按這個消耗計算,太陽每秒鐘釋放的能量可以讓人類使用75.6萬年。太陽能量絕大部分白白輻射到太空浪費了,地球只能夠接受到其中的22億分之一,也就是每秒收穫1.7x10^17J,如果全部收集起來,50分鐘就夠人類用一年。
  • 2000億億億噸的水澆到太陽上會怎樣?
    太陽就像個大火球,它已經持續「燃燒」了長達46億年。太陽這個大火球的質量達到了地球的33.3萬倍,或者說2000億億億噸(2×10^30千克)。那麼,太陽究竟在燃燒什麼?如果用重如太陽的水能夠澆滅太陽嗎?太空幾乎是真空的狀態,沒有像地球上這樣充滿了氧氣,所以太陽的「燃燒」與地球上的燃燒現象是不一樣的。
  • 太陽為何還沒燃燒殆盡?只因產熱效率太高又年輕
    北京時間5月9日消息,據國外媒體報導,太陽只是銀河系中一顆平平無奇的恆星,既不是最亮的,也不是最大的,年齡也只有45億年而已。
  • 太陽為什麼能夠一直燃燒的呢?太陽有什麼主要成分呢?
    太陽的主要成分是氫,它的佔比為73.46%,其次是佔比為24.85%的氦,另外還包括數十種含量較低的其他元素。太陽的溫度很高,表面就有5500攝氏度,越往裡越高,到中心的溫度升高至1500萬度。在太陽這樣的高溫環境中,元素無法保持我們所知的氣液固三態,而是呈現為第四種狀態—等離子態。在這種狀態下,電子脫離原子核,產生自由電子和離子的混合物。因此,太陽可以說是因為溫度太高而熔化過頭了,結果變成了一個熾熱的等離子球體。那麼,太陽的高溫是如何產生的呢?
  • 太陽為何持續燃燒40億年,每秒釋放420萬噸能量依舊生生不息?
    眾所周知,地球上所有能量都來源於太陽輻射,太陽輻射其實是指太陽正在自我燃燒,而地球是接受到了自我燃燒能量的一點點,大約佔了1/22億。這些數字不不意味著人類能夠使用的能量,換言之能夠被人類使用到的太陽輻射只有1/220,000000000000。
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