哈嘍大家好!今天來給大家暢聊一下科技人生。一九二一年,英國科學促進協會年會的一次討論表明,不同學科的科學家就時間同題達成新的一致認同,地質學家,生物學家,動物學家此時還包括物理學家都共同認為,地球的年齡有幾十億年之久,他們共同認為放射年代測定技術為確定地球年代提供了最好的指導。
一九二六年美國國家科學院,國家研究理事會的一份報告,最終確認了上述技術在科學界的地位。一九二零年代起,不斷完善放射年代測定技術,將已知最古老化石放射測定年代進一步向前推進。霍爾姆斯本人仍舊繼續從事放射年代測定技術的研究,目前較公認的地球年齡的估計數字為30.8億年。
雖然這個數字還不是時間故事的結尾,經放射年代測定法測定,來自星體的物質,即從太空掉到地球上的流星巖石碎片的年齡約為40.5億年。人們認為流星是太陽系誕生時星體形成時殘留的巖石樣品,因此對流星巖石的年代測定方式是目前我們對太陽系年齡即太陽年齡最好的測定方法。
現在對太陽年齡的測定數字不僅是大於開爾芬估計數字的20倍,而是200倍,當然開爾芬的估計數字是19世紀物理學定理精確應用的結果。產生這些差異的原因是目前的物理學定理在19世紀尚未被發現。第一個線索來自放射性本身。放射性物質的衰減特性將原子中原子核儲存的能量釋放出來。
開爾芬男爵在其事業的晚年常常評論一些事物,他說,證明太陽年齡要比人們的估計數值大幾千萬年的惟方法是祈求新的能量源和找到新的物理學定理,這番議論說明他認為所謂新的能量源和物理定理的概念是十分荒謬的,他並沒有認真對待這一問題。然而,恰在19世紀末個美國地質學家託馬斯·錢伯林敏銳地意識到了貝克雷爾和居裡的新發現。
在《科學》雜誌上做出了具有先見之明的評論:目前有關太陽內部特殊條件下物質活動的知識,真的足以證實太陽內部不存在尚未知曉的熱量源的斷言嗎?原子內部的組成結構也許是一個尚未解決的問題。原子內部也許是一個複雜的組織,其中蘊藏著巨大的能量源。當然沒有一個認真的化學家會認定原子真的是物質的基本單位,或者原子不會蘊藏著第一類能量。
也沒有一個認真的化學家會認定或否定在太陽內部的特殊條件下,不會釋放一部分這種特別的能量但是我們到底需要多少能量來釋放「巨大的能量源」使太陽繼續燃燒發光呢?物理學家喬治·加莫夫在《一個叫太陽的星體》一書中提出了一個非常具有代表性的類比物例子。如果一個電咖啡壺的熱效被說成與整個太陽的熱效相等,他問道,你將需要多少時間等待咖啡壺將水燒開來調製咖啡呢?
對這一問題令人意外的答案是,即使等待過程中咖啡壺被隔離得很好,沒有任何熱量逃逸,那麼你將需要等待一年多的時間,咖啡壺才能將水燒開對這一難題的答案是太陽平均每克質量產生的熱量是非常小的。根據天文學的測量,整個太陽表面每秒產生8.81035卡的熱能。但是太陽的質量是2×103克。
因此,太陽內部平均每一克質量每秒僅產生四點四乘十卡的熱量。這種熱效率不僅比一般咖啡壺的熱效率低,甚至比人體新陳代謝化學過程中產生的熱效率還要低。如果整個太陽僅僅是進行低度的放射性活動,它也會產生人們可見的熱、光形式的能量。一九零三年,比埃爾居裡和他的同事,阿爾伯特拉博德實際上計算出了一克鈾產生的熱量,他們發現,一克鈾可以在一小時內產生足夠的熱量使一點三克的水溫從零度升到沸點。
鈾可以產生足夠的熱量在一小時內—每小時融化與其本身同等重量的冰。同年七月,英國天文學家威廉威爾遜指出,在這個例子中,只需將三點六克的鈾分布在太陽每一立方米的體積之中,這些鈾就可以產生足夠熱量,解釋今天太陽表面所放射出的能量。這一觀點直到後來才被人們所理解。
如同我們將會看到的錢伯林提出的「巨大的能量源」是指太陽熱量源中一個很小的區域,正是這裡產生了所有支持巨大太陽物質運行的熱量。本期內容到這裡就要結束了,喜歡的朋友不妨關注和留言哦!