10000億桶的水同時澆到太陽上會怎樣?太陽或會成為黑洞

2020-12-04 鍾銘聊科學

「如果把1萬億桶的水,同時澆在太陽上,太陽會怎樣?」,關於這個問題,有人認為水還沒靠近太陽時就會被汽化,然後蒸發了。還有人認為,這些水不會熄滅太陽,頂多讓太陽溫度降低1-2℃……

但其實,這些說法都不對。如果我們真的能把1萬億桶水澆到太陽上時,你會發現太陽的燃燒方式變得更劇烈了, 而且太陽的壽命也將會變得更短。如果我們澆到太陽上的水足夠多的話,太陽可能會用不了太久發生超新星爆炸,甚至成為中子星或者黑洞。那這究竟是怎麼回事呢?

太陽的燃燒方式

在地球上,燃燒需要滿足3個條件:溫度達到燃點,有可燃燒物,以及助燃劑。但是太陽的燃燒不需要這麼麻煩,太陽的燃燒方式主要依靠核聚變。

大約在46億年前,在如今太陽的位置漂浮著一個直徑2光年左右的星雲物質,這些星雲物質可能是上一代恆星超新星爆發後留下的物質,後來在引力坍塌下星雲物質逐漸聚集在一起。當星雲物質聚集的足夠多時,此時的星球質量就會變得更大,同時引力也會變大,吸引更多的星雲物質,就這樣,太陽一口口吃成了大胖子。

太陽系內的其他行星形成方式和太陽差不多,但太陽系內絕大多數的重量都集中在太陽,佔據了整個太陽系總質量的99.86%;形成太陽的邊角碎料形成了其他行星。

由於太陽質量足夠大,所以太陽的引力也非常巨大,導致太陽內部呈高溫高壓狀,超高的溫度使得原子內的電子脫離了原子核的束縛,在太陽內部自由活動。此時物質無法以固態、液態、氣態三種形式存在,只能以等離子態的形式存在,說白了太陽內部就是一鍋粒子粥。

正常情況下,這些粒子想要發生核聚變,需要1億℃的高溫。所以氫彈在點燃之前,會先點燃一顆原子彈讓其溫度達到1億℃。

但是太陽內核的溫度只有1500萬℃,遠遠達不到核聚變的條件,那太陽為什麼能夠發生核聚變反應呢?

事實上,太陽溫度雖然達不到1億℃,但在微觀世界中,存在著量子隧穿效應。也就是說原本需要較高能量才能做成的事情,在微觀世界裡,即使沒有這麼高能量,也能夠發生,只不過發生的概率極其低,一對粒子1億年只會發生一次。

但是,太陽內部有足夠多的粒子,即使發生的概率極其低,在太陽內部都會發生,只不過太陽的核聚變反應比較溫和,不會像氫彈一樣一下子全炸了。

1萬億桶的水能澆滅太陽嗎?

了解了太陽的燃燒機制後,你會發現,用水澆不滅太陽,反而會增加太陽的質量。而太陽的質量越大,引力就越大,內部的溫度就越高;溫度越高又會導致太陽的核聚變反應越強烈,而太陽的核聚變反應越強烈,壽命就會越短。

比如:宇宙中體型最大的恆星是藍巨星,但它們的壽命非常短,通常只有幾千萬年;而質量最小的紅矮星,能持續燃燒幾百億年。

太陽屬於黃矮星行列,能夠持續燃燒100億年左右。如果我們把1萬億桶澆到太陽上,那麼這1億桶的水將會為太陽增加不少的重量,使得太陽核聚變更為強烈,因此壽命會變短,甚至還會改變太陽的結局。

根據目前的情況來看,太陽將會在50億年左右成為一顆紅巨星,最後最外層的太陽大氣層會脫離太陽引力的束縛,成為星雲物質;而太陽內核則會坍塌成為一顆白矮星,此時太陽就走到了生命盡頭,慢慢涼透。

但如果我們把足夠多的水澆到太陽上,那麼太陽在生命末期將會發生超新星爆炸,發出的亮度堪比整個星系。如果發生超新星爆炸之後的內核質量超過了1.44倍太陽質量,小於3倍太陽質量,那麼太陽在生命末期就不會成為白矮星,而是成為一顆中子星。

如果發生超新星爆炸之後的內核質量超過了3倍太陽質量,那麼太陽最後的歸宿將會是黑洞,連光都無法逃脫,成為宇宙中最為恐怖的存在。

總結

水能夠滅火的原理是,水能夠隔絕燃燒物與助燃劑,還能夠降低周圍溫度,使得燃燒物停止燃燒。然而太陽的燃燒原理是核聚變,想要「澆滅」太陽,要做的並不是澆水,而是減少太陽的質量,當太陽質量足夠小時,太陽內部的核聚變反應就無法進行。

用水不但無法澆滅太陽,反而會增加太陽的質量,使太陽燃燒得更旺盛,燃燒的壽命更短。

相關焦點

  • 將一萬億桶水全部倒在太陽上,太陽會不會熄滅?
    如果把1萬億桶水同時倒在太陽上,會發生什麼?眾所周知,太陽發出的光是地球上主要的能源,也是生命延續的必備條件。太陽離我們很遠,距離大約為0.0000158光年,換算為1.496億公裡,如此遠的距離才能讓太陽光恰到好處地撒在地球表面。實際上太陽的表面是非常熱的,你可以想像它是一個巨大的火球,但實際上它不是。那麼如果把1萬億桶水同時倒在太陽上,會發生什麼有趣的事?
  • 2000億億億噸的水澆到太陽上會怎樣?
    太陽這個大火球的質量達到了地球的33.3萬倍,或者說2000億億億噸(2×10^30千克)。那麼,太陽究竟在燃燒什麼?如果用重如太陽的水能夠澆滅太陽嗎?太空幾乎是真空的狀態,沒有像地球上這樣充滿了氧氣,所以太陽的「燃燒」與地球上的燃燒現象是不一樣的。太陽之所以能夠發光發熱,並非氧化還原反應,其原理與氫彈一樣,都是進行氫核聚變。
  • 2000億億億噸的水澆到太陽上會怎樣?
    太陽就像個大火球,它已經持續「燃燒」了長達46億年。太陽這個大火球的質量達到了地球的33.3萬倍,或者說2000億億億噸(2×10^30千克)。那麼,太陽究竟在燃燒什麼?如果用重如太陽的水能夠澆滅太陽嗎?太空幾乎是真空的狀態,沒有像地球上這樣充滿了氧氣,所以太陽的「燃燒」與地球上的燃燒現象是不一樣的。
  • 如果將一桶水,倒在太陽上會怎樣?科學家:將發生不可思議的事情
    太陽就像一個巨大而又炙熱的氣球,它源源不斷地向地球放射太陽輻射,維持著地表溫度,為我們人類的日常生活提供各種能源。可以說,沒有太陽,就沒有生機勃勃的地球,沒有現在的人類,那麼就有人問了,難道太陽不會熄滅嗎?到目前,太陽發光的時間已經很久了。
  • 136億億噸的水澆到太陽上,太陽會怎樣?
    我們知道地球是一個含水量比較豐富的星球,而且很多水是以液態的形式被保存在海洋、湖泊、河流之中,除了液態水之外還有冰川、極地、永久凍土層中的固態水,以及水蒸氣等液態水,除此之外地表之下還有大量的水被儲存在礦物質晶格之中。據估計,地球上的總水量達到了136億億噸。那如果我們用136億億噸的水去澆太陽,太陽能被澆滅嗎?
  • 太陽是怎麼燃燒的?太陽會成為黑洞嗎?
    光度就是恆星每秒釋放出的能量,而恆星的質量則會影響它釋放能量的大小,質量大的恆星每秒釋放的能量就越多,也就是光度越大。而光度的不同,最直觀的感受就是恆星的顏色,所以就有了不同顏色的恆星。太陽之所以會發光發熱,釋放能量,是因為它的中心在進行著核聚變,核聚變就是將較輕的原子結合成為更重的原子。
  • 如果把太陽換成等質量的黑洞,地球會怎樣?
    與此同時,地球還會環繞太陽公轉,這是造成地球季節更替的原因。在過去的45億年裡,太陽一直為地球提供光和熱,所以生命才能在地球上繁衍生息。如果把太陽換成質量相等的黑洞,或者把太陽壓縮成黑洞,這會給地球帶來什麼變化呢?地球會被黑洞摧毀嗎?
  • 太陽會變成黑洞嗎?
    太陽是一種恆星,恆星有點像有生命的個體,也會有從出生,壯年到死亡的演化歷程。恆星肯定會「死亡」,但「死亡」的狀態不一定是黑洞。至於太陽會不會變成黑洞,要從一些基本概念講起。不同於天上主要由水(包含氫和氧)構成的白雲,星雲的主要成份是氫,其次是氦。雖然星雲的密度很低,但由於面積分布實在是太大了(100光年),因此其總體質量是非常驚人的,一個普通星雲的質量是太陽質量的上千倍。
  • 把太陽壓縮成黑洞,地球會怎樣?科學家:是死亡也是新生
    在地球上,一切事物的運行都有著自然規律,寒來暑往,秋收冬藏。而這一切都和太陽有著密不可分的聯繫,在過去的46億年裡,太陽一直為地球提供著源源不斷的光與熱,可以說生命因為太陽而存在。那麼,如果有一天太陽忽然被壓縮成了黑洞,那時候,地球的命運是怎樣的呢?
  • 太陽之死:太陽燃燒殆盡之後會怎樣?會變成一個黑洞麼?
    太陽是一顆黃矮星,壽命大概在100億年(現在的年齡是45.7億年),差不多處於青壯年。也就是說,再過50多億年,太陽的燃料就會燃燒殆盡,壽終正寢。不知道大家有沒有想過這樣的問題:太陽燃燒殆盡之後會發生什麼? 或者我們先問這樣一個問題:太陽是靠什麼保持現在這樣的「身材」的?
  • 太陽會坍縮成黑洞嗎?如果太陽變成了黑洞,地球會被吞噬嗎?
    同時,恆星的引力將物質向內拉向核心,並壓縮核心。當核心壓縮時,它會升溫,最終產生超新星爆炸,爆炸後,物質和輻射被拋入太空,剩下的殘骸是高度壓縮的恆心核心。黑洞的類型只要恆星坍縮成了一個黑洞,那麼從此之後,它就會從我們的視野中消失。由於核心的引力很強,核心下沉穿過時空結構,形成一個洞。
  • 如果用黑洞替代太陽,人類會怎樣?
    太陽每秒燃燒約400萬噸氫燃料。看完這個視頻,它將消耗掉數億噸的重量。幾十億年後,太陽將燃燒殆盡。再過大約100萬億年後,根據科學家的說法,宇宙中的所有恆星都會消失,黑洞將是唯一的能源。如果用黑洞替代太陽,人類能生存嗎?
  • 如果太陽熄火十秒鐘,地球會怎樣?
    此時科學家開始犯難了,按計算太陽就不應該存在,但太陽卻在人類頭頂上燒了不知道多少億年!關於太陽的核聚變太陽是一個直徑約140萬千米的等離子球體,真正核聚變的區域大約在1/4直徑的區域,因為太陽強大的壓力下會導致此處溫度超過1300萬度,壓強超過2500億個大氣壓,即使如此,氕氕聚變成氘的速度仍然比較慢,它是維持太陽超過100億年壽命的最關鍵因素。
  • 如果太陽熄火十秒鐘,地球會怎樣?
    此時科學家開始犯難了,按計算太陽就不應該存在,但太陽卻在人類頭頂上燒了不知道多少億年! 關於太陽的核聚變 太陽是一個直徑約140萬千米的等離子球體,真正核聚變的區域大約在1/4直徑的區域,因為太陽強大的壓力下會導致此處溫度超過1300萬度,壓強超過2500億個大氣壓,即使如此,氕氕聚變成氘的速度仍然比較慢,它是維持太陽超過100億年壽命的最關鍵因素。
  • 1000億倍太陽質量的黑洞,會在周圍形成「暗物質環」?
    黑洞能有多大?目前科學家發現的黑洞,絕大多數都是太陽質量的數百萬倍至數十億倍的大小,已知最大的黑洞,大約是太陽質量的660億倍。然而這樣的黑洞就是極限嗎?」:從理論上來說,黑洞的體積可以無限拓展,只要黑洞有足夠的物質去吞噬。
  • 如果我們的太陽變成一個黑洞,會發生什麼後果?
    如果我們的太陽被黑洞取代會發生什麼?根據目前的理論,在30-40億年後,我們的太陽會變得更熱,然後它將在大約50億年內膨脹成紅巨星。然後吞下內部行星,最終縮回到白矮星。變成白矮星後,這種亮度水平足夠強烈,壽命足夠長,有可能允許新生命的出現,如果不是在地球上,那麼可能是金星或水星。當然,這些都是後話。那麼如果我們的太陽變成一個黑洞,會發生什麼後果?
  • 重如太陽的水,如果全部倒在太陽上,會產生什麼反應?
    就拿人來說,每天都要照射陽光,一旦缺失了陽光,整個人會變得面無血色,就跟發育不良一樣。太陽是太陽系中最核心的一部分,它持續燃燒整整46億年,質量大的驚人。它能夠燃燒至今,到底是依靠著什麼呢?太陽是怎樣燃燒的?
  • 已知最大黑洞為太陽質量400億倍,掉進此黑洞會經歷什麼?
    那麼掉進一個黑洞會是一種什麼樣的體驗呢?黑洞內部的時間概念有所不同,在黑洞外部觀察,當你接近事件視界時速度會變慢,到了某個點,你會靜止不動,被時間凍結,然後慢慢變紅,最後消失了。而從你的角度看,你會發現外部宇宙正在加速運行,就像穿越到未來一樣,但目前我們並不知道到底會發生什麼,但總體說來,會有兩種結果。第一就是你很快死亡。
  • 130億光年外,中國科學家發現一超級黑洞,質量達太陽16億倍
    觀測結果表明,它平均每一年就要吞噬超過25個太陽質量的物質,這使得它已經擁有了超過太陽16億倍的恐怖質量!正是在這麼恐怖的吸積速度下,大量物質落入黑洞的過程中能量升高,最終發出了宇宙中最耀眼的光芒。與此同時,在它的兩側還有極其強大的相對論性噴流,大量物質以光速20%的速度噴射到宇宙空間,十分壯觀。
  • 太陽那麼大的水桶裝滿水,澆在太陽上會怎樣?答案出乎意料
    這是因為核聚變反應的條件一般來說是1億度,氫彈能被點燃,是因為會在點燃之前先點燃一顆原子彈來提供足夠高的溫度在等離子狀態下,原子核是會有相撞的概率,但是發生核聚變反應的概率大概是1對原子核在10億年只發生一次,好在太陽足夠大,有足夠多的粒子,所以可以發生。但同時這時候還需要弱力的加入,它可以改變粒子的種類,讓質子變成一顆中子,但這個概率同樣也很低。