根據愛因斯坦的質能方程，太陽每秒會虧損掉四百萬噸質量！

2020-10-18 艾伯史密斯

太陽每秒釋放3.8*10^26焦耳能量，相當於每秒425萬噸的質量虧損掉，但是和太陽的整體質量比起來是微不足道的。

太陽每時每刻都在向外輻射能量，在地球軌道處，太陽方向上單位面積的輻射能量大小我們稱作「太陽常數」，大約是1360瓦特，日地平均距離D=1.496x10^8km，於是我們可以計算出，太陽每秒釋放能量大約是：

E=4*3.14*（1.496x10^11）^2*1360

≈3.82*10^26焦耳

我們知道，太陽釋放的能量來自於太陽內部的核聚變反應，主要是氫元素聚變為氦元素，其中就會伴隨著質量虧損，根據相對論質能方程可以估算出，太陽每秒釋放能量對應的質量虧損為：

m=E/c^2

=1.496x10^8/(3*10^8)^2

≈4.25*9千克

=425萬噸

目前太陽的質量大約是1.989*10^30千克，即便按照每秒425萬噸的速度虧損質量，要把整個太陽質量虧損完也需要：

T=1.989*10^30/4.25*9

=4.68*20秒

=1.48萬億年

這已經遠遠超過了我們宇宙的年齡，也超過了我們太陽的壽命，所以恆星釋放能量造成的質量虧損，相對於自身的質量是微不足道的，而且恆星內部的聚變反應到一定程度就停止了。

另外一方面，太陽釋放巨大的能量，部分太陽表面超高速的等離子體會完全逃離太陽引力，形成太陽風輻射出去，這些等離子體都是實體物質，擁有一定的靜止質量，這也會導致太陽的質量損失掉，而且並不比核聚變中的質量虧損低。

虧損的質量去哪了？

太陽內部只有很小的一個區域內進行著核聚變反應，核聚變釋放大量能量並傳導到太陽表面，使太陽發出熱輻射，我們肉眼能看到的可見光只是太陽輻射的一個很小波段，從量子力學的角度，輻射也就是光子，光子的靜止質量為零，但是光子擁有動質量，正是光子的動質量帶走了太陽核聚變中的質量虧損。

輻射出去的光子，在遇到宇宙中的星際塵埃、氣體、行星等物體時，就有可能被吸收掉，於是光子的能量又轉移到其他物質當中。

在宇宙中，當一顆中小質量恆星進入演化末期後，太陽風會越加強烈，並在半徑1光年內形成一個行星狀星雲，星雲物質主要是星際塵埃和氣體，這些塵埃和氣體吸收太陽輻射後，就會發出耀眼的可見光，從而被我們的望遠鏡觀測到。

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    按照質能方程，只要地球接收太陽能量，那麼地球的質量就一定會上升，但關鍵在於，依靠太陽能量增加的質量，每年也就增加幾萬噸而已。相比於地球60萬億億噸的總質量，九牛一毛而已，更別提地球還會通過其它方式流逝質量。
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  • 太陽每秒釋放的能量相當於燒多少噸煤?全球煤炭儲量有這麼多嗎?
    在一個完整的鏈式反應中，反應前後的質量有些許減小，按照愛因斯坦的質能方程，物質的質量和能量是一個統一體，都是物質狀態所表現出來的兩個不同層面，系統的總質量發生了虧損，那麼就會以能量的形式展現出來，從而維持一種總體的能量和能量守恆狀態。
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  • 根據質能方程,是否一支粉筆,就有能供人們喝100年開水的能量?
    愛因斯坦提出的質能公式，從科學的角度闡釋了物質和能量之間的對應關係，表明了質量是能量的一種外在表現形式。如果單純地從這個公式出發，我們可以看出一個即使非常輕的物體，它的質量如果乘以質量的平方得出的能量值會非常的大。拿一個粉筆頭來說，其所包含的能量，可以夠地球上的所有人喝100年的開水。
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