很多人可能都看過周星馳的電影《大話西遊之大聖娶親》,牛魔王舉著芭蕉扇狂扇,烈焰飛騰,大地崩裂,向著太陽飛去。
唐僧等人坐在地上,欲哭無淚,等著飛進太陽被燒為灰燼。
孫悟空瘋狂地追上去,用金箍棒抵住大地,試圖救回唐僧等人。
就在這性命攸關的時刻,紫霞仙子追了上去,非孫悟空承認還愛著自己。
女人真是感性的動物,不分地點場合,總喜歡在錯誤的時間展現自己的情痴和瘋狂。
牛魔王殺氣騰騰衝了上來,將魔叉射向了孫悟空。
紫霞為救孫悟空,捨身擋住了魔叉。
生命的代價終於換來最後的牽手,孫悟空頭上的金箍卻因情動而越箍越緊,情愈深,痛愈真,他再也無法拉住紫霞的手,只能任由她墜向太陽,撕心裂肺。
至尊寶和紫霞仙子五百年穿越時空的愛情令人唏噓,然而在太陽內部,更有一種牽手讓人悚然心動,因為這種牽手的發生,需要幾十億年才能得到一次機會。
這種牽手發生在太陽中心的質子之間,兩個質子要突破難以逾越的勢壘結合在一起,平均需要等待76.2億年的時間,這是何等渺茫的希望。
質子的愛情,可謂地老天荒!
而地球上的生命萬物,就是憑藉這種76.2億年才有一次機會點燃的質子「愛情」火焰,才得以欣欣向榮,葳蕤璀璨!
氫彈和太陽的核聚變反應機制不同
有些人可能會說,你說的什麼呀,我怎麼聽不懂呢?別著急,看完你就懂了。
我說的是太陽內部的核聚變反應,這種反應為黑暗的宇宙帶來光明,我們夜空中看到的所有星星,除了幾顆太陽系的行星,都是在持續不斷進行聚變反應的恆星。
這種反應發生在兩個氫原子之間。氫原子只有一個質子,兩個質子必須走到一起,合成氦原子核,才會釋放出巨大的能量,照亮黑暗的宇宙。
有些人可能覺得不可思議,核聚變反應不是瞬間就完成的麼?氫彈爆炸一瞬間,所有該結合的質子就結合起來了,釋放出足以毀滅一切的狂暴力量,怎麼參與太陽聚變反應的質子就要76.2億年才有一次機會呢?
氫彈和太陽的核聚變反應機制有著很大的不同。
氫彈的聚變反應是一次性的,氫彈爆炸的時候,其內部的核裂變裝置(原子彈)爆炸,將輕核裝料壓縮在高溫高壓的空間,瞬間發生聚變反應,釋放出巨大的能量。
而太陽核聚變發生的條件則是由自身引力提供的,物質聚集的巨大引力傳遞至太陽核心,形成高溫高壓的環境,當壓強和溫度超過聚變反應的臨界值時,就會點燃恆星的聚變反應。
太陽核聚變反應的壓力和溫度遠小於氫彈引爆時核裂變產生的壓力和溫度,其反應的速率也比氫彈要低得多,從而讓太陽的核聚變變得可控。
太陽核聚變可控
太陽的核聚變反應99%發生在太陽半徑24%之內的區域,到30%半徑處,核聚變就幾乎完全停止了。
即使是在核心區域內,核聚變產生的功率密度也是極小的,大約是276.5瓦/立方米,大約相當於一個成年人單位體積發熱功率的1/10。
你可能萬萬想不到了吧,太陽核聚變反應的功率竟然還沒有人體高。
太陽之所以能產生那麼大的能量,不是因為它核聚變反應的強度高,而是因為它規模巨大,直徑139萬公裡的一個球啊!
要是有那麼多人密密麻麻聚集在139萬公裡的一個球裡,釋放的能量肯定會比太陽還多得多。
好吧,其實不可能,因為那麼大體積的人體球,馬上就會坍縮成一個黑洞,大家都到奇點裡去了。
太陽的聚變反應在巨大的引力和輻射壓力下處於平衡狀態,可以進行自我修正。
反應速率稍微提升一些,溫度和壓強就會增大,就會導致核心膨脹,從而降低核聚變速率;
而反應速率稍微下降,就會導致溫度和壓強降低,核心就會收縮,使反應速率再度提高,從而維持一種動態的平衡,讓我們的太陽幾十億年如一日穩定地釋放能量,供給我們生命所需的適宜的光和熱。
換句話說,如果太陽的聚變反應真的像氫彈一樣,bia一聲就完了,那我們這些所謂的智慧生命還能存在呢?
太陽核聚變其實是靠擲骰子
現在回到最初的問題,為什麼在太陽核心,平均每個質子要等待數十億年才能參與一次聚變反應呢?
這是因為,太陽內部的核聚變反應是以質子﹣質子鏈反應為主,由一系列複雜的反應組成。
其中最重要的第一步,就是需要兩個氫原子中的質子和質子碰撞,融合成氘核。
這點很好理解,兩個人從來沒有相遇,如何產生愛情,並最終結合在一起呢?
由於原子核之間庫侖斥力非常強,即使太陽內部溫度如此之高,壓力如此之大,也遠遠達不到聚變反應發生的條件。
就像一對真心相愛的情侶,家庭、社會和經濟勢壘阻力太大,也無法走到一起,生下愛情的結晶。
質子和質子之間也是如此,庫侖斥力實在太大,它們根本無法結合在一起。
然而微觀世界有個量子效應,叫做量子隧穿,機緣巧合的情況下,質子和質子也有機會撞在一起,只是這種機率實在太小,需要76.2億年才能撞到一次。
作為兩個質子個體來說,這種機率實在太渺茫了,根本就可遇而不可求。
然而太陽質量巨大,總共有約8.9×10^56個自由質子,除以76.2億年,這就意味著太陽內部每秒鐘就有3.7×10^38個質子「機緣巧合」,可以量子隧穿,越過勢壘參與核聚變反應,釋放自己的光和熱。
兩個情侶真心相愛,哪怕距離再遠,勢壘再強,走上三年五年,可能也能走到一起,幸福地結合,生下可愛的baby。
所以看看,宇宙其實就是一個賭窩,連太陽的核聚變反應都是靠擲骰子來決定的。