太陽內部的核聚變反應其實是非常緩和的，太陽整體釋放能量的效率甚至比人體還低很多倍，之所以太陽內部1500萬度就能持續釋放大量能量，主要原因在於太陽質量太大。
氫彈爆炸的中心溫度高達2億度以上，人類製造的託卡馬克裝置約束的等離子體電子，已經能持續一定時間保持在1億度以上，約束的等離子溫度能在5000萬度以上，太陽中心溫度大約是1500萬度。
有人可能會有疑問，太陽1500萬度就能持續進行核聚變反應，為何我們製造上億度的溫度，還是無法實現可控核聚變？
愛丁頓
最早提出恆星能量來源於核聚變的是英國科學家愛丁頓，他在1919年測量日全食驗證了愛因斯坦的廣義相對論，在1920年提出恆星發熱的機理，但他的恆星理論當時受到了學術界的反駁。
因為按照經典物理學的模型計算，在太陽這樣的天體當中要讓氫元素發生穩定的核聚變，需要上百億度的高溫，這遠遠超過了當時估計的太陽核心溫度。直到1928年，科學家喬治·伽莫夫提出量子隧穿效應，才真正詮釋了愛丁頓理論的機制。
量子隧穿效應
恆星內部的高溫讓原子和核外電子完全分離，成為裸露原子核和電子混合的等離子態，由於強相互作用的作用距離非常短，而原子核又帶正電，會因為庫侖力相互排斥，所以兩個原子核要發生融合是非常難的。
按照經典的思維，我們可以給物質加熱，從而增大原子核的平均動能，當單個原子核的動能超過一定值後，就可能克服庫侖力發生融合，但是這個辦法需要的溫度非常高，經典物理學計算需要上百億度才能實現穩定的核聚變。
但是有了量子隧穿效應就能大大降低核聚變的最低溫度，在量子力學中，微觀粒子具有不確定性，甚至能穿過在經典物理學中無法穿過的勢壘，即便是小概率事件，但是對於大質量的恆星來說，已經足以引發穩定的核聚變反應。
後來科學家還發現了恆星的p-p鏈反應，然後量子物理學家掐手計算，對於恆星來說，只需要大約1000萬度就能實現穩定的核聚變反應，於是太陽的能量來源之謎得到解決，愛丁頓的理論是正確的。
恆星發熱效率
在微觀世界中，即便太陽核心溫度高達1500萬度，壓力高達上千億個大氣壓，實際上在太陽的核聚變反應是非常緩和的，而且只在核心區域內進行，能量釋放效率很低，我們可以用人體來對比：
（1）太陽質量2*10^30kg；
（2）太陽每秒釋放能量3.8*10^26J；
（3）一個65千克的成年人，在20℃的環境中，每秒向環境中釋放熱量大約是150J；
那麼人體1千克物質每秒向環境釋放能量為：
150/65=2.3J
太陽1千克物質每秒向太空中釋放能量為：
3.8*10^26/2*10^30=0.00019J
也就是說，單位質量的人體向環境中釋放熱量，居然是恆星的1.2萬倍，這絕對出乎很多人的意料。
其中的原因也不難解釋，無論是恆星還是人體，向外散熱的是表面積，對於一個三維物體來說，體積和尺寸的三次方成正比，表面積和尺寸的平方成正比，所以體積的增加速度比表面積快。
對於球形的恆星來說，雖然內部核聚變的速度非常緩慢，但恆星的質量實在太大了，散熱表面積的增加速度慢於質量的增加，所以恆星的溫度會變得很高。
就像一頭大象在冷水中可以戲耍很久也沒事，但是一隻老鼠落入冷水當中會很快因為失溫而死亡，因為老鼠的體積表面積比太低，導致身體熱量的利用率也跟著低。
我的內容就到這裡，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！