太陽每秒釋放的能量足夠人類用1萬年,為何能源危機還是困擾人類

2020-12-21 關注未來世界

太陽是一顆恆星,在廣袤無垠的宇宙中,它只是很普通的一員。僅僅在我們的銀河系裡就有差不多2000億顆恆星;而像銀河系這種規模的星系,在可觀測宇宙中就能找到1萬個以上。可以說,整個宇宙中恆星的總數比海灘上的沙子還多。

對人類而言,太陽是獨一無二的。人類活動消耗的絕大部分能量,追根究底都是來自太陽。例如,地球儲存的石油、煤炭都是來源於古生物的光合作用;在河流上設置水壩可以發電,但是水的勢能是來自太陽的蒸發作用——是太陽免費幫我們把水搬到天上,再落回地面上的高處。

所以其實從整個宇宙來看,能量和資源並不是什麼稀罕、貴重的物事,即使有若干個地球、若干個人類也根本不可能用完宇宙間所有的能量。且不論整個宇宙,就拿離我們最近的能量源——太陽來說,它的內部充滿了無數個急著配對的氫原子核,正在進行大規模的核聚變,而且已經持續了45.7億年了。太陽每秒鐘產生的能量高達380億億億焦耳(3.8 x 10^26焦耳),以人類當前的生產力水平,每年消耗大約5 x 10^20焦耳的能量,這樣算來太陽1秒放出的能量夠人類用70多萬年。

那為什麼人類還面臨能源危機呢?

一方面,人類的科技水平不高,遠遠無法開發利用地球以外的資源。另一方面,地球離太陽的平均距離是1.5億公裡,而地球的平均直徑只有區區的1.3萬公裡,所以太陽輻射的能量只有22億分之一被地球接收到。

不過我們可以換個角度來看,22億分之一其實是一個非常幸運的數字。以地球現在所處的位置,地球上平均每平方米接收到的太陽能大約是1360瓦特。如果太陽再強一點或者離地球再近一點,地球上的水很快就會蒸乾;如果太陽光不夠強,或者離地球再遠一點,那麼地球的氣候就不會如此宜人。

地球確實是名副其實的「幸運星」。地球的質量剛剛好,可以跟太陽維持合理的距離;太陽的溫度、光度也都剛剛好,溫和地給地球輸送能量;地球上又恰巧有水和有機物。地球能有今天這般繁榮的景象,充滿著難以言喻的必然與偶然。

地球如此珍貴,我們應該好好愛惜她。

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    而老師也正是利用這樣一種簡單的小實驗,讓我們感受到太陽的能量是非常巨大的。雖然太陽距離我們很遙遠,足有1.5億公裡,但它每秒鐘在宇宙中釋放的能量,足以讓地球上的人類使用2700萬年。正是因為這樣,人類發射了許多探測器時時刻刻地觀測著太陽。根據探測器從太空中傳回的圖片來看,這顆恆星簡直可以用一顆熊熊燃燒的大火球來形容。
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    每次有關於太陽發生了任何變動相很多人都是非常的好奇,前幾天也是出現了一次日偏食讓大家都非常的歷歷在目,頓時出現在我們眼前的是很多不一樣的太陽,可是大家要知道的是太陽只有一個,不過這次的日偏食也是對於天文奇觀有了進一步的了解。
  • 太陽氦閃會摧毀地球生態,但人仍可生活在地球上,只是要移居地下
    在恆星的主序星階段,恆星上的氫元素不斷通過核聚變而成為氦元素,根據計算,太陽每秒鐘所消耗的氫元素就達到了400萬噸以上,所以太陽才會如此耀目,這種氫核聚變每秒鐘所釋放的能量就能夠滿足全人類25萬年的能源需求,如果人類能夠獲取太陽表面所釋放的能量,那麼能源就真是取之不盡用之不竭了。
  • 持續時間幾毫秒,能量夠人類用622億年!
    在2007年的時候科學家第1次探測到了快速射電暴,只不過時間太短暫,快速射電暴也一直困擾著科學家。科學家之前所發現的快速射電暴,一直都是從銀河系外傳來的,但是在今年的4月28日,科學家竟然在銀河系的同一區域中探測到了快速射電暴,他們很快就鎖定了電波的來源,那就是銀河磁星 SGR 1935 + 2154。
  • 大腦為何也會有能量危機?
    能量危機!現在是全世界都在討論的話題。在人類越來越發達的今天,地球上能供我們使用的能源也是越來越少。2000年世界石油「剩餘探明儲量」達10284.574億桶,約合1399.3億噸,而20世紀70年代末世界探明儲量不過是891.4億噸。除了石油,煤炭也是最多只供人類開採百來年的樣子!不管多麼豐厚的自然資源,都會有開採完的一天。
  • 如果人類步行一光年,需要多久能完成?
    對於人類來說,米和公裡已經足夠用來衡量地球上任何兩個地方之間的距離,畢竟地球的體積有限。但如果想要對宇宙中兩顆星球的距離進行衡量,用米和公裡顯然很不方便,否則兩顆跨星系的行星之間的距離需要一串長長的數字來描述。因此天文學家很早就提出了光年這個概念,將其用于衡量天文距離,方便科學家們的研究。
  • 人類在地球上消耗了大量能源能量,最後都以什麼形式存在?
    我們知道人類消耗能源的本質也就是消耗能量,所以不妨我們把它們都歸結於能量,討論能量的去向問題。既然我們要討論能量的去向問題,就少不了說說能量的來源。那也比地核散發出的能量要多得多,因為地核最後達到地面的能量還不到太陽帶來能量的0.3%。儘管如此,我們也不能小看它們,地核能量中有22%維持地核內的對流。不僅如此,還有54%還會維持地幔內對流,板塊移動以致火山、地震的能源都來自於此。從地球形成至今46億年,幾乎每時每刻都在發生著地震個火山噴發,就這地核中的能源也沒能用完。
  • 能源——人類對未來的終極暢想
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  • 太陽系直徑2光年,人類仿佛被困其中,我們該如何逃太陽系
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  • 如果實現可控核聚變,人類是否還需要建設環繞太陽的戴森球
    關於戴森球的故事,要從兩個科學家說起,第1個科學家是卡爾達肖夫,他是前蘇聯科學家、科普小說作家。就是這位科學家給人類文明下了一個定義,用對能源的利用率,把人類的文明區分成幾個層次。一級文明,可以利用本星球全部的能源。
  • 無論是戴森球還是戴森環,造那麼大個玩意兒出來幹嘛呢?
    目前我們太陽系內的各行星只能接受太陽輻射能量的十分之一,其中的大部分能量都無法被接受,從而浪費掉了,我們知道,我們地球的資源非常有限,加上現在的過度開採,能源遲早會被開採完畢,遠不足以支撐人類未來的發展,所以戴森提出了戴森環這樣一種假設——用一個巨大的球形結構將太陽保圍起來,從而來汲取太陽的大部分輻射能量,這樣才可以讓一個文明到達一個新的高度,長久不衰。
  • 人類發現一個戴森球,距地球1480光年,為何科學家警告不要靠近?
    ,如果人類沒有新的能源解決方案,像石油、煤炭、天然氣等這些重要能源將很快耗盡,一旦人類沒有新能源補充,人類文明發展會寸步難行甚至出現倒退,所以能源危機成為人類亟需解決的最大危機之一,可是地球的能源是有限的,人類拿什麼去解決呢?
  • 這兩項技術突破,讓人類成為神的目標不再遙不可及
    有了超級大腦,再看「人造太陽」。從古至今,能源一直是人類孜孜以求的東西,人類開發利用能源的能力決定了人類文明的等級。最原始的社會,古猿茹毛飲血,不知道能源為何物;到人類可以保存火種,甚至自己點火,通過燃燒木柴來做飯取暖,人類對能源的利用實現了從無到有的突破;到了封建社會,一部分文明社會可以燃燒煤炭來獲取能量,並一直持續到第一次工業革命爆發,人類對能源的利用由木柴徹底升級為了煤炭;再到第二次工業革命,人類開始大規模應用石油和電力,又一次實現了能源利用方式的升級,並一直持續到今天
  • 人類探索了哪些「速度極限」嘗試「超光速」會對人類有什麼影響?
    1969年,阿波羅十號月球飛船返回地球在返回大氣層的時候加速到了四萬公裡每小時,換算下來相當於11公裡每秒,這是人類有史以來載人飛船的最高速,而三名太空人斯塔福德,約翰楊尤金塞爾南成為了史上最快的男人,依照這個速度去拜訪小灰人的故鄉,需要156萬年。
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    為什麼不能用望遠鏡看太陽?看看這個豬眼的下場,你還敢嗎?在上小學的時候,學習科學的過程中,我們知道放大鏡擁有聚焦的能力,把放大鏡放在太陽底下,它們會聚焦在同一個地方,如果在聚焦點放上一團易燃物,不一會兒就會冒出青煙,很容易就會著火。
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