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太陽(yáng)源源不斷的能量是哪里來(lái)

2021-02-19 科普知識(shí)

  太陽(yáng)是位于太陽(yáng)系中心的恒星,它幾乎是熱等離子體與磁場(chǎng)交織著的一個(gè)理想球體。下面是小編為大家整理的太陽(yáng)源源不斷的能量是哪里來(lái),僅供參考,歡迎閱讀。

  對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,自古以來(lái)人們就進(jìn)行了種種猜測(cè)。最直觀(guān)的解釋當(dāng)然認(rèn)為太陽(yáng)就是一個(gè)燃燒的大煤球。但是,像太陽(yáng)那么大的煤球要是一直燃燒,最多只夠燒3000多年。實(shí)際上,有文字記載的人類(lèi)歷史也超過(guò)5000年了,這種矛盾顯然是沒(méi)法解釋的。

  也有人提出,太陽(yáng)的能量來(lái)自隕星的撞擊,把動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱和光。但是,隕星的積累會(huì)使得太陽(yáng)的'質(zhì)量增加,引力逐漸增強(qiáng),地球的公轉(zhuǎn)就會(huì)因此而變快。如果太陽(yáng)的能量真的來(lái)自隕星撞擊,將會(huì)造成地球上每一年比前一年縮短一兩秒鐘。可是實(shí)際上并沒(méi)有發(fā)生這樣的情況。

  1854年,俄國(guó)科學(xué)家亥姆霍茲提出,太陽(yáng)的能量來(lái)自其自身物質(zhì)在引力作用下的收縮,把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能。但計(jì)算表明,這樣收縮產(chǎn)生的能量也只夠太陽(yáng)發(fā)光3000萬(wàn)年。

  20世紀(jì)以來(lái),隨著原子物理學(xué)的發(fā)展,人們最終解決了太陽(yáng)能源的問(wèn)題。愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)了物體質(zhì)量與能量的關(guān)系,那就是著名的質(zhì)能方程E=mc。根據(jù)這個(gè)關(guān)系,一點(diǎn)點(diǎn)質(zhì)量就可轉(zhuǎn)化為數(shù)值十分巨大的能量。

  例如,1克物質(zhì)如果全部轉(zhuǎn)變成能量,就相當(dāng)于1萬(wàn)噸煤全部燃燒所放出的熱量。

  太陽(yáng)的組成成分中71%是氫,26%是氦,還有少量其他元素。在太陽(yáng)內(nèi)部極端高溫和極端高壓(約2500億標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)的條件下,氫原子會(huì)發(fā)生熱核反應(yīng),具體而言包括“質(zhì)子—質(zhì)子鏈反應(yīng)”(pp鏈)和“碳氮氧循環(huán)”(CNO循環(huán))兩種過(guò)程,但是最終的凈效果都是4個(gè)氫原子核聚合成1個(gè)氦原子核。在這個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,有一小部分質(zhì)量會(huì)損失,然而正是這一小部分“丟失”的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為巨大的能量了。這個(gè)產(chǎn)能原理類(lèi)似于地面上的氫彈爆炸。

  太陽(yáng)每秒要消耗6.3億噸氫,其中損失的420萬(wàn)噸質(zhì)量會(huì)變成3.8×1026焦能量,相當(dāng)于爆炸100億顆百萬(wàn)噸級(jí)的氫彈。因此,我們可以形象地說(shuō),正是太陽(yáng)核心區(qū)域持續(xù)不斷地發(fā)生無(wú)數(shù)的大規(guī)模“氫彈爆炸”,為太陽(yáng)提供了源源不斷的能量,為我們帶來(lái)長(zhǎng)久的溫暖和光明。

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