太陽,地球上所有生物賴以生存的重要能量來源。不管是煤炭、石油、天然氣,還是吃到肚子裡的牛奶麵包,除了核能、地熱等少數能源外,幾乎都和太陽有關。而太陽就像一個懸浮在太空中的大火球,眾所周知,在地球上,燃燒是需要氧氣的,宇宙中沒有氧氣,太陽是如何「燃燒」的呢?
首先讓我們看一下太陽的基本數據:太陽是黃矮星,壽命約為100億年,現在的年齡是45億年,差不多處於青壯年。太陽的體積是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍,約佔太陽系總質量的99.86%。其中四分之三是氫,其餘基本上是氦。
太陽燃燒也不是我們一般意義上的燃燒,而是由太陽核心區域的氫聚變引起的,其實就是核聚變,跟氫彈爆炸產生能量的方式的一樣。核聚變是原子核融合時釋放的能量,因此不需要氧。
像所有恆星一樣,太陽在中心巨大的壓力和高溫下形成連續的氫核聚變,每秒太陽會損失450萬噸的質量並將其轉化為能量,然後這個能量就以光和熱的形式輻射到了太空。這種轉換方式比普通的燃燒效率提高了若干數量級,因此太陽能燃燒很長時間。根據愛因斯坦的質能方程計算,核聚變的能量轉化率達到了0.7%,而煤的轉換率僅為0.0000028%。
太陽每秒鐘向太空釋放的能量為28600億億兆瓦的能量,而地球能分到太陽能量的22億分之一。但別小瞧這22億分之一,這相當於1000萬個三峽大壩的發電量。如果人類能夠收集太陽1秒鐘的能量,就足夠使用100萬年了。