爱因斯坦 太阳用啥燃料燃烧并持续了46亿年,啥时候会燃烧完呢?


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综述2008年8月 , 世界奥林匹克运动在中国北京开幕 , 5月开始 , 从希腊泛雅典体育场接过的奥运圣火以火炬传递的方式从海南三亚开始进行接力 , 经过19400名火炬手的传递 , 最终到达北京国家体育场 , 由体操王子李宁点燃圣火 , 宣布北京奥运会正式开始 。
一直以来 , 圣火传递都是奥林匹克最重要的仪式 , 它象征着体育精神的永恒和体育友谊的联结 。
那为什么圣火需要用火炬一段一段地进行传递呢?答案很简单 , 除了深意的传递精神外 , 任何明火都无法持续燃烧 , 只要燃料被点燃 , 就会有熄灭的一刻 。
这时候可能就有人要问了 , 那太阳为什么可以持续燃烧呢?如果它也会熄灭的话 , 那是什么时候呢?
核聚变永远一刻不停地释放者光和热的太阳仿佛永远也不会停止燃烧 , 而从它诞生到今天 , 这种燃烧已经持续了至少46亿年 , 这简直让人觉得不可思议 。
但是让我们再仔细想想这个问题 , 如果说一切明火都无法持续燃烧 , 而太阳却好像可以 , 那么我们应该回到提出的这个问题本身 , 看看它是不是出了什么问题 。
人类的生产生活中最经常用的一种推理方法就是归纳法 , 所以普通人关于燃烧的定义基本上来源于他们的日常经验:红色 , 高温 , 跳动的焰火 , 如果某一对象具有了这些性质 , 那么他们就会做出这个对象在发生燃烧的判断 。
但事实是 , 这样的推论是以偏概全的 , 比如我们在超市里经常会看见模仿火焰燃烧的装置 , 它们也满足这几个条件 , 在不做仔细分辨的情况下 , 它们也常常被理解为正在发生燃烧 , 但这明显不对 。
所以 , 同样满足这几个条件的太阳是不是也在发生燃烧呢?答案是否定的 。
从物理学上讲 , 太阳也不具备发生燃烧的条件 , 因为燃烧需要同时满足两个条件 , 氧气与可燃物 , 但是我们都知道 , 太空环境里是没有氧气的 , 所以太阳并不是如我们肉眼所感受的那样正在燃烧 , 它所在进行的活动其实是核聚变 , 微观上表现为比较轻的原子核在结合之后形成一个比较重的原子核 , 并在这个过程中释放出巨大的能量 。
核聚变发生的条件很简单 , 高温高压 , 温度和气压值越高 , 核聚变反应就越强烈 。 在太阳的物质能量构成中 , 氢元素占据了七成以上 , 同时它的内核部分温度可以达到超过一千五百万度 , 由此也可以想见那里的气压条件 , 这样的环境可以说简直是核聚变反应的天堂 。
就这样 , 每四个氢原子就在高温高压的作用下被聚变成为一个氨原子 , 这听起来好像十分微不足道 , 但考虑到太阳作为恒星的体量 , 他所拥有的氢原子的数量多到无法估计 。
而且核聚变反应所释放的能量级之巨大 , 不是一般的化学反应可以比拟的 , 简单来说 , 如果在常温常压下进行一次普通的化学实验 , 那么你需要把这个实验中产生的能量乘以两千万 , 才是它在核聚变的情形下产生的能量 。
更直观一点体现这种能量的可怕 , 我们用我们熟悉的燃料来和它进行比较 。 让10公斤的氢原子进行核聚变反应来形成氦原子 , 同时充分燃烧4万吨石油 , 而你可以在这两种情况下同样获得一千两百亿焦耳的能量 。
按照科学家的估算 , 仅在太阳的内核所发生的核聚变的规模就已经远远超过了我们的想象 , 以至于我们为了便于理解 , 只能以秒为单位来统计这里发生的核聚变 。
现代天文学研究的资料显示 , 保守估计 , 核内每一秒大约就有近6.2亿吨氢元素在借由核聚变反应转变为氦元素 , 并在反应的同时完成约占这个体量0.7%的能量释放 , 对地球来说 , 这样量级的聚变反应是天文数字 , 但对太阳自己来说 , 这只是九牛一毛 。

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