大家好，歡迎來到靜靜科學分享，眾所周知太陽是地球的能量源泉，那太陽到底能夠輻射出多大的能量呢？我們可以來估算一下，很明顯太陽輻射的能量將呈球形均勻向外擴散，根據能量守恆定律，太陽系中某個位置接收到的太陽輻射的功率與它和太陽距離的平方成反比。地球和太陽的距離大約是1.5億千米，那在這個位置上地球單位面積接收到的太陽輻射的功率就是所謂的太陽常數。目前世界氣象組織公布的太陽常數值為1368瓦每平方米，所以用一個半徑為1.5億千米的大圓球的表面積去乘以太陽常數就能夠算出太陽的總功率了，最終的結果是3.868乘以10的26次方瓦。
你們對這個數字可能沒有概念，不知道這是多麼巨大的一個能量。根據2017年6月發布的《BP世界能源統計年鑑》，2016年全球總發電量大約是2.48乘以10的13次方千瓦時，這就意味著太陽一秒鐘發出的能量就足以讓地球用上432萬年，這個能量實在是大的驚人。那麼問題就來了，太陽輻射出來的能量如此巨大，那這些能量到底是怎麼產生的呢？
在20世紀以前人們一直把太陽當成是一個燃燒著的大煤球，但這個理論有一個很嚴重的問題，這個大煤球通過燃燒所釋放的化學能根本支撐不了多長時間。曾經做過估算，發現一個太陽質量的煤球大概只能燃燒幾千萬年，很明顯地球的年齡不可能比太陽的長，所以他始終堅信地球的年齡也只有幾千萬年。從這裡大家可以看出看完雖然是錯的，但是他的研究方法還是科學的，他的思考模式依然是一個科學家式的嚴謹思考模式。
對於一個觀點我們要說出它的論據，一直到20世紀20年代才有人找到了解釋太陽能源來源的正確道路，這個人就是英國著名的天文學家愛丁頓。如果經常聽小編節目的聽眾應該對愛丁頓這個名字不陌生，1919年正是他通過測量日全食期間的光線偏轉角驗證了愛因斯坦的廣義相對論的。這個故事在科學有故事的好幾期節目中都提到了，那下面小編來給大家用王爽老師的角度再來講一遍愛丁頓的故事。愛丁頓是廣義相對論最忠實的信徒之一，為此他一直不遺餘力地到處宣傳廣義相對論，並且希望通過做實驗來驗證它。
不過在第一次世界大戰爆發以後，愛丁頓卻惹上了一個大麻煩，因為他是一個和平主義者，死活不肯去服兵役。這就惹惱了英國當局，差點要在戰後被追究刑事責任。就在最危急的時刻，英國皇家天文學家弗蘭克及時出手相助了他，跑去找了英國當局說1919年5月29日會發生一次大規模的日全食，如果能派出英國的科考隊，在這次日全食期間目測遙遠星光的偏折就有可能檢驗牛頓的引力理論是否是正確的。他當時沒有說是愛因斯坦的廣義相對論，小編估計那是怕英國當局聽不懂，這個提議還是打動了英國當局。
弗蘭克又馬上趁熱打鐵的說這個項目必須要由非常專業的天文學家來帶隊，而整個英國再也沒有比愛丁頓更合適的人選了，不如讓他戴罪立功去負責這個日全食觀測的項目吧。就這樣愛丁頓因禍得福，不但免去了牢獄之災還獲得了他夢寐以求的檢驗廣義相對論的機會。
1919年初愛丁頓組織了兩支遠徵隊分別前往非洲和南美洲去觀測日全食，在出發之前遠徵隊有一名天文學家跑去問：萬一觀測結果不支持牛頓力學又不支持廣義相對論，那該怎麼辦啊？結果就回答說那愛丁頓肯定會當場瘋掉的，到時候你就是遠徵隊的負責人了，你要把遠徵隊平安地帶回英國，至於愛丁頓要是已經瘋了沒救了就把他留在非洲吧，當然這是開玩笑啊。
那一年愛丁頓通過日全食的觀測驗證了愛因斯坦的廣義相對論，這讓他名揚天下，除此之外愛丁頓還有很多其他的重要科學貢獻。我們舉個例子，1920年他發表了一篇論文，首次提出太陽的能量可能是源於它內部的核聚變，所謂的核聚變是指多個質量較輕的原子核結合成一個質量較重的原子核，同時釋放出巨大能量的過程。到目前為止人類生產出來的威力最大核武器是氫彈，而氫彈就利用了核聚變的原理。愛丁頓最早提出太陽的能量其實源於太陽中心區域的氫聚變，也就是氫原子核聚變成氦原子核的過程。
聚變前的氫原子和的總質量要大於聚變後的氦原子核的總質量，根據著名的愛因斯坦質能關係一等於mc的平方物體的質量。關於它的能量等價，因此在聚變中減少的質量就會轉化成能量釋放出來，由於氫聚變釋放出來的能量遠遠大於燃燒釋放出來的化學能，太陽壽命只有區區幾千萬年的難題也就立刻迎刃而解了。