太陽光飛到地球只需8分20秒,為何科學家卻說,需要數萬年時間?

2020-11-23 騰訊網

以光速從地球出發,飛行8分20秒左右,便到達了1.5億公裡之外的太陽表面附近所以現在我們看到的,是8分鐘之前的太陽,更準確的說,是8分鐘之前的太陽表面。

但在科學家看來照射到我們身上的每一個光子,雖然都是在太陽表面同一個起跑線上出發過來的,但他們的年齡卻大不相同,更準確的說,從太陽表面飛來的光子們,其實都已經幾萬歲,甚至幾十萬歲了,早已不再年輕,言下之意就是說雖然光子僅需8分20秒左右就能到達地球。

但太陽光子其實都誕生於幾十萬年前,而非8分20秒之前,地球接收的太陽光從來都是老光,而不是新光造成這種反直覺現象的原因源於太陽光子的形成機理。

太陽的光和熱來源於核聚變,而根據科學家探測太陽的核聚變主要發生在內核,這個內核的直徑約為太陽整體的1/4,也就是直徑大30萬公裡的球體。

在這個球體中溫度達到了恐怖的1500攝氏度加強也有3,000億個地球大氣壓,在如此極端環境下,氫元素核聚變每秒會讓太陽虧損400多萬噸質量。

海量的光子,質量也隨著虧損而得以產生,由於太陽半徑只有70萬千米,所以誕生在核心區域的光子,理論上只需要兩秒鐘就能離開太陽,然而事情並沒有這麼簡單。

因為太陽主要由氫和氦等元素構成,物質都處於等離子狀態,這導致光子想要到達太陽表面就必須穿越重重障礙,70萬千米的直線路徑對於光子來說是和質子電子無數次的碰撞,無數次的吸收再發射,無數次的前進三步後退3000步,無數次被扯住或者被偏轉方向,光子這樣蛇皮走位一天還前進不了10米。

而太陽的半徑有70萬公裡,更重要的是在整個隨機運動過程中,無數光子被瞬間吸收,而後在受擊回落,向外發射出新的光子,新光子又將不斷重複剩餘過程,直到不知第幾代光子經歷千難萬阻,終於到達太陽表面為止。

簡單來說太陽核反應區誕生的光子並不能直接到達太陽表面,而是需要經歷無數次死亡和重生,正如你現在看到的那個他早已不是原來那個他到達太陽表面的光。

也早已不是最初的那個光,在太陽內部至少擁有10~26次方個質子的情況下,如果光子和每個質子都發生反應,那麼光子需要4000億年才能從核心到達表面,進而給宇宙帶去光和熱。

但好在質子分布並不均勻,所以核心光子只會於一小部分質子發生反應,這一過程持續數萬到數10萬年後他們就能到達太陽表面。

一旦進入每立方釐米只有幾個原子的太空中,核心光子們就會恢復宇宙速度冠軍的本質,僅需500秒就能跑完之間1.5億公裡的路程,而誕生於太陽外層也就是光球層和日冕層的太陽光子則會因為沒有質子和其他物質阻礙而一路暢通無阻直達地球。

運氣要比核心光子們好得多,總體來說,目前科學界對太陽尤其是太陽內部情況的了解還非常有限,包括【帕克號】在內的太陽探測器也只是收集太陽附近的數據而已。絕無可能深入到太陽內部,想要真正了解太陽核心正在發生著什麼,只能通過收集太陽中微子來完成,幾乎不與任何物質發生反應的中微子們,將會是第1批攜帶太陽核心區域信息,並把他們送到地球的例子。

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    倘若人類能夠達到光速,那麼從太陽出發,我們到達太陽系的各個星球都需要多長時間呢?8分18秒之後來到地球,地球按離太陽由近及遠的次序排為第三顆,也是太陽系中直徑、質量和密度最大的類地行星,同時還是太陽系中的唯一生命體星球,目前地球已經46億歲了,經過多年的演變,地球孕育了各種各樣的生命,是人類的唯一家園。
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    筆者-小文太陽是太陽系的老大,而八大行星則圍繞這顆巨大的恆星做公轉運動,在地球上,人們每天都能看見日出日落,這已經是習以為常的事了,但你可知道,太陽光到達地球需要花費多長時間呢?而在地球上,一是人類沒有發現足以推動飛船進行光速飛行的燃料,二是人類沒有辦法在控制質量不變的前提下加快飛船的速度,因此,光速對於人類而言只能局限在理論當中。那麼,在宇宙中究竟有沒有一種物質的速度可以超越光速呢?答案是有的,就比如說星體之間的紅移現象和宇宙膨脹現象。
  • 太陽光到地球需8分鐘,在光子看來它花了多長時間?
    太陽光到地球需8分鐘,那在光子看來它花了多長時間?我為什麼要重複這個問題呢?原因是,這個問題包含兩個方面!首先我們看到的光子真的全部來自約8分鐘前的太陽光嗎?最後一個問題就是在光子看來它離開太陽表面後,達到地球需要多長時間?
  • 太陽熄滅後人類需要多久才能知道?是8分鐘嗎?可能需要數萬年!
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  • 為何太陽光到地球需要8分鐘,人眼卻能瞬間看到?
    我們每天日出而作,日落而息,太陽的出現已經成為了我們生活規律的一部分,太陽作為整個太陽系的中心,八大行星都圍繞著這顆恆星作公轉運動,當太陽發生核聚變之後,產生的光亮傳達到地面大概需要8分鐘左右的時間,宇宙在這樣的真空環境當中,光速的傳播速度是不變的大約是30萬千米每秒,這也是公認的宇宙當中最快的速度
  • 陽光到地球需要多久?當我們看向宇宙,看到的是過去還是現在?
    陽光到達地球需要多長時間?這聽起來像是一個奇怪的問題,但這的確值得思考。陽光以光速傳播。從太陽表面發出的光子需要穿過真空空間才能到達我們的眼睛。圖解:光從離開太陽表面算起,需大約8分17秒才能到達地球。簡而言之,陽光從太陽到地球平均需要8分20秒。
  • 我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的,還是上萬年前的?
    光的傳播需要時間,我們看到的都是過去式。地球與太陽相距1.5億公裡,光每秒能在真空中傳播30萬千米,則太陽光從太陽表面到達地球大約需要8分20秒,因此我們從地球上看到的太陽是8分鐘之前的太陽。太陽之所以能夠發出可見光,是因為太陽內部在進行著核反應,核反應產生的光和熱加熱了整顆太陽,太陽上的物質被加熱到上萬度的高溫,然後才向外輻射太陽光。核心處產生的光除了能夠加熱整顆太陽,還需要抵抗來自太陽外殼物質的重力,這也是太陽能長期保持平衡的原因之一。
  • 我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的,還是上萬年前的?
    光的傳播需要時間,我們看到的都是過去式。地球與太陽相距1.5億公裡,光每秒能在真空中傳播30萬千米,則太陽光從太陽表面到達地球大約需要8分20秒,因此我們從地球上看到的太陽是8分鐘之前的太陽。太陽之所以能夠發出可見光,是因為太陽內部在進行著核反應,核反應產生的光和熱加熱了整顆太陽,太陽上的物質被加熱到上萬度的高溫,然後才向外輻射太陽光。核心處產生的光除了能夠加熱整顆太陽,還需要抵抗來自太陽外殼物質的重力,這也是太陽能長期保持平衡的原因之一。上圖為太陽內部正在進行的核反應過程。