雖然水可以滅火,但對於太陽而言,用水不僅無法澆滅它,反而會幫助它燃燒地更旺盛。具體原因,和太陽為什麼會燃燒有關。
太陽
關於太陽是怎麼燃燒的,在歷史上有很多科學家都研究過這個問題。
最初,人們認為太陽是燒煤的,結果有人計算了一下,按照太陽的質量,即使太陽上全部都是煤,也只能燃燒幾千年。
這其實不能怪那個時代的科學家沒能力回答這個問題,因為當時還沒有出現量子力學,人們對能量認識地有限。
後來,在一群粒子物理學家的研究之下,終於搞清楚了恆星的燃燒方式:核聚變。核聚變的發生和溫度以及質量有關。
我們知道,質量越大的天體,引力也越大,而引力過大會使得恆星內部的壓力變得非常高,以至於溫度也非常高,太陽內部的溫度就可以達到1500萬度左右。
由於高溫,使得太陽核心的物質再也不是我們常見的那樣呈現「固態、液態或者氣態」,而是等離子態,說白了就是因為太陽內核溫度過高,導致太陽內部的原子結構無法維持,以至於電子和原子核在太陽內核到處亂竄。
由於原子核帶有正電荷,而原子核與原子核之間由於庫倫斥力的存在,會導致它們相互排斥。那麼在這種情況下,其實太陽內核的溫度還不夠好,1500萬度的溫度還不足以引發核聚變反應。
但在微觀世界中,存在著一種量子效應:量子隧穿效應。
量子隧穿效應是指,原本幾乎不可能發生的事情,在微觀世界中也有極其小的概率會發生。然而太陽足夠大,有足夠多的原子核。因此,再小的概率乘以如此巨大的數字也是一個大概率事件。只不過核聚變反應地比較溫和,所以太陽在緩慢地進行核聚變反應,而不是一下子全炸了。
用水可以澆滅太陽嗎?
了解了太陽燃燒的原理之後,我們很容易就得出一個結論:太陽的燃燒並不能用水澆滅,而且澆灌的水越多,太陽燃燒越劇烈。
一般來說,我們拿水來滅火,說白了有兩個關鍵因素,一個是降溫,一個是切斷燃燒物與氧氣的接觸。但是太陽的燃燒根本不是通過傳統的燃燒方式,而是依靠「引力」,而引力大又是因為太陽自身的質量巨大。
在太陽系中,只有太陽可以在自身的引力作用下引發核聚變反應。其他的天體根本做不到這一點。太陽的質量佔據了太陽系總質量99.86%以上,科學家發現,要成為一顆恆星的最低門檻至少需要太陽質量的8%以上。即便是最大的行星木星距離這個標準也差距了幾十倍。
所以,質量是太陽燃燒的根本原因。如果我們拿一盆水去澆太陽。首先,這水根本起不到降溫的作用,因為太陽表面的溫度極其高,還沒澆到太陽上就汽化了。其次,即便是不汽化,這樣澆上去也根本沒有用。因為這些都最終在太陽的引力下成為一部分,換言之,就是增長太陽的質量,這就使得太陽的引力更大,核聚變就應該就劇烈才對,而不能阻擋核聚變反應的進行。根據這個原理,我們也就會發現,要讓太陽不繼續燃燒的核心是減少它的質量,或者提供一種斥力來對抗太陽自身的引力。說白了,就是儘可能地阻止核聚變反應的進行。當然,以上這兩條路徑對於人類來說根本是不可能做到的。
不過,太陽自己也能熄滅。這是因為太陽核聚變的過程中會不斷地消耗自身的質量,這部分質量會轉化為對應的能量,然後釋放出來。地球上的主要能量來源就是太陽輻射。
據理論計算,我們知道每秒鐘會損失420萬噸的質量。太陽會一直這樣燃燒100億年,然後氫就會被燒得差不多。這時候,太陽還會繼續在引力的作用下實現氦的核聚變反應,但氦也燒光後。由於太陽的質量有限,沒有辦法繼續燃燒碳元素和氧元素,因此,太陽會最終成為一顆白矮星,然後逐漸涼透。
總結
水雖然可以滅火,但太陽並不是單純的燃燒反應,而是核聚變反應。而且水不僅不能澆滅太陽,反而可能會使太陽燃燒地更旺盛。
想要使太陽停止燃燒的方法其實很簡單,那就是讓太陽的質量變小,當太陽質量變小到一定程度時,太陽的引力也會隨之而變小,太陽內部的溫度也會降低,使得核聚變反應無法進行。
但這種方法只是理論上,實際上太陽會一直燃燒下去,直到將氫原子核和氦原子核燃燒殆盡,然後太陽外層會膨脹成星雲物質,而內核會急劇收縮,然後逐漸涼透,成為一顆不會發光的白矮星。