用水能澆滅太陽嗎?不能,反而會使太陽越燒越旺

2020-08-30 科學信仰


用水能夠澆滅太陽嗎?如果太陽只是一顆單純燃燒的大火球,那麼只要有足夠多的水,那麼是可以辦到的。

那麼足夠多的水到底是多少呢?它至少要與太陽的體積相等。那麼太陽又有多大呢?我們在地球上,每天只要抬頭就能夠看到那顆巴掌大的太陽,這使得我們忘記了太陽的真實大小,太陽可是太陽系中唯一的一顆恆星,它佔據了太陽系物質總量的99.86%。也就是說,包括地球在內的太陽系所有行星、矮行星、小行星以及行星的衛星加在一起只佔太陽系物質總量的0.14%,而這0.14%中,木星自己就佔去了三分之二。

所以如果把太陽比作一個足球大小的火球,那麼我們地球上所有的汪洋大海在太陽面前不過是一個肉眼不可見的水分子而已。所以即使太陽只是一個單純燃燒的大火球,我們也不可能找到足夠的水去澆滅它,更何況太陽根本就不是一顆單純燃燒的大火球。


自從人類開始試圖用科學的眼光來看待問題,便一直想弄明白到底是什麼讓太陽持續燃燒,起初人類的確認為太陽的光熱和通常所見的燃燒是一樣的,但是這種猜想很快就被推翻了,因為無論太陽燃燒所使用的是何種燃料,都不足以讓太陽持續燃燒數十億年。

直到人類對於微觀世界有了一定的認識之後,太陽燃燒的秘密才被逐漸揭曉,這個時候人們也明白了,其實太陽並不是真的在燃燒。既然太陽不是在燃燒,那麼它的光和熱又來自於何方呢?是來自於它內部的核聚變反應。說到核聚變,我們都不陌生,因為威力巨大的核武器氫彈就是利用核聚變原理打造的。


太陽與氫彈的本質都是核聚變反應,但二者卻截然不同,氫彈在一瞬之間就會釋放出全部的能量,而太陽的核聚變卻是緩慢發生的,所以它可以持續數十億年。

是什麼造就了這種差別呢?一般而言,核聚變的發生需要極高的溫度,至少要超過一億度,所以氫彈並沒有辦法直接點燃,在氫彈的內部實際上還存在著一顆原子彈,要點燃氫彈先要點燃這顆原子彈,原子彈在核裂變的過程中產生高溫,進而點燃核聚變致使氫彈爆炸。但太陽上並沒有如此之高的溫度,太陽內部的最高溫度也就在1500萬度左右,而這與核聚變發生所需的上億度的高溫還差得遠。那麼太陽是如何點燃核聚變的呢?太陽是一顆極為巨大的天體,其內部擁有極高的壓力,在太陽內部高溫高壓的作用之下,物質會呈現為等離子態。


我們知道,原子是由原子核與核外電子所組成的,而當電子脫離了原子核的束縛,與原子核相互獨立存在,這便是等離子態物質。

當等離子狀態下,兩個原子核有極低的機率會發生碰撞,於是核聚變就在這樣的情況下悄然發生了。兩個原子核發生碰撞的機率雖然極其微小,但在巨大的太陽中,由於原子核的基數龐大,所以這種碰撞會持續發生,於是太陽的氫核聚變便能夠緩慢持續下去。

既然太陽的光和熱並非來自於單純的燃燒,而是來自於氫核聚變,那麼用水還可以將其澆滅嗎?顯然不行。水為什麼能夠用來滅火?一方面是因為水能夠給燃燒的物體降溫,另一方面是因為水能夠使燃燒物與氧氣相隔絕,但核聚變並非燃燒,所以也並不需要氧氣。


事實上如果將大量的水澆在太陽上,非但不能夠將太陽澆滅,反而還會使太陽越燒越旺。

這是因為,一顆恆星的核聚變的劇烈程度與恆星本身的質量是成正比的,質量越大,其內部的壓力就越大,溫度就越高,核聚變也就更加劇烈,而把水澆在太陽上就是在給太陽增加質量,所以太陽就會越燒越旺。

事實上,如果我們真的能夠找到與太陽體積相等的水,根本不用等到把它澆在太陽上,它就會直接在引力的作用下坍縮為一顆恆星,太陽的密度實際上比水大不了多少,與太陽體積相等的水大約可以相當於0.7倍太陽質量,所以這些水如果聚集在一起會直接坍縮為一顆比太陽略小的恆星,到時候就不是用水來澆灌太陽,給太陽增加質量了,而是兩個恆星的相互碰撞。

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