
準確地說,太陽每秒鐘消耗七億噸氫元素,損失400萬噸物質,也就是說釋放400萬噸質量的能量。這些能量100%輻射到宇宙中去了。根據太陽常數,地球每秒鐘獲得的太陽輻射能量只佔太陽輻射總量的22億分之一,即不到20公斤的質量,但地球質量不會增加,因為這些光是純能量,它們並沒有轉化為質量。質能關係式E=mC只是揭示了能量和質量的轉化的內在數量關係,但並沒有要求一定要轉化。實際上質量轉化為能量較易,也很常見,比如說核聚變和核裂變甚至發光發熱這些物理反應,就是燃燒爆炸等化學反應(化學反應中的質量守恆是在精度要求不高的情況下的近似定律)都是質量轉化為能量。而反過來能量轉化為質量的現象非常罕見。很多人只能用一對光子碰撞生成一對正負電子來舉例說明能量轉化為物質。

那問題來了,為什麼太陽發出這麼多光也不能產生物質質量呢?原來這裡面類似於光電效應,光具有波粒二象性,產生電子是看單個光子的動能量(特徵能量),不是看所有光子的總能量。一對光子碰撞產生一對靜止質量分別為m的粒子,根據E=mC,單個光子的能量至少需達到mC的能量,否則能量不夠是產生不了質量m的粒子。

這就需要高能γ光子(還必須存在於重原子核或黑洞附近,滿足能量和動量兩個守恆定律)或高輻射溫度。咱們先來看太陽輻射是否有高能γ光子:太陽輻射光譜波長99%以上在0.15微米――4微米(10^-6米)之間,而高能γ光子的波長短於0.1埃米(10^-11米),差了5個數量級,太陽根本產生不了高能γ光子。
那再來看需要多少輻射溫度?據統計力學中的輻射溫度和能量的關係式E=KT(其中E為光子的動能量,K為波爾茲曼常數,大小為1.30864852x10^-23J/k,T為輻射溫度,單位為k),再把E=mC代入,得出T=mC/K。也就是說光子的溫度必須達到這個臨界值(閾值)以上才行。下面看一下產生構成物質的基本粒子的輻射溫度需要多大:
一個電子的質量為9.1x10^-31千克,按光速C為3x10^8米/秒算,求得輻射溫度T=6.25836493x10^9k,即約62億度。也就是說產生一個電子的輻射閾值溫度為62億度,同理求得產生一個質子需要10萬億度。我們都知道太陽內部溫度只有一千多萬度,更何況輻射到地球後的溫度,離62億度和10萬億度差的太遠,所以根本不可能產生電子和質子等粒子,也就不可能產生物質質量。也由此可知,電子和質子等粒子不可能由類似太陽的恆星內部產生。