我们看到的太阳光,究竟是8分钟前的还是几万年前的?


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我们看到的太阳光,究竟是8分钟前的还是几万年前的?


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这是个比较有意思的问题 , 之前很多朋友对此做过详细的解答 , 下面我也结合自己的理解 , 对这个问题简要分析一下 , 主要是基于对问题看法的角度有不同的地方 。
太阳之所以能够向外源源不断地释放光和热 , 归功于其内部 , 严格上来说是内核区域的核聚变反应 。 在太阳内核区域 , 温度可以达到4500万摄氏度 , 压力达200万个大气压 , 在这种环境下 , 所有物质都不能以原子的整体面貌出现 , 而是被电离成自由原子和自由电子形成的等离子体物质 , 而且非常致密 , 有科学家形容就是”一大锅等离子粥” 。

按常理来说 , 在1500万摄氏度的情况下 , 自由原子中的质子是不能进入其它原子中的 , 因为原子和原子之间 , 存在着非常大的库仑力作用 , 这个力提供的是一种强大的斥力 , 这也是宏观物体不能相互穿越的重要原因 。 但是 , 太阳内部一方面有非常大的压力 , 另一方面有着非常多的氢原子物质储备 , 在量子领域虽然发生这种质子穿越的几率很低 , 但架不住压力大、数量多的“群众基础” , 于是太阳内部发生了几率较小、但绝对数量较多的“质子穿越” , 科学上将其称为量子隧穿效应 , 正因为这种效应发生的几率低 , 才保证了太阳内部的核聚变以比较”温和”的方式呈现 , 不像氢弹那样一瞬间“爆炸”完毕 。

目前太阳内部的核聚变已经进行了近50亿年 , 其核聚变类型已经扩展为两种类型 , 第一种为氢氦聚变 , 另一种为碳氮氧聚变 , 两种过程的参与和生成物质不同 , 但都属于质子—质子链式核聚变 , 其中氢氧聚变占据的比例很高 , 是太阳内部主要的核聚变方式 , 在这种聚变过程中 , 每个反应单元都包括4个氢原子演变为1个氦4原子的链式反应 , 同时释放出对应的伽玛光子、中微子和能量 。

其中的伽玛光子和能量成为维持太阳稳定存在的基础 , 也是其最终向外释放光和热的源泉 。 太阳内核中因核聚变产生的伽玛光子和能量 , 并非能够像中微子一样 , 可以直接逃离内部高温高压的环境 , 其中产生的能量 , 成为加热环境内等离子体物质的输入部分 , 一方面维持写内部的温度 , 另一方面产生向外的辐射压 , 从而与外层物质向内的引力压形成动态的平衡 。

而伽玛光子在生成后 , 行进几微米的距离 , 就会与等离子环境中的自由原子和电子发生碰撞 , 绝大部分被吸收 , 而等离子体中的微观粒子在能级回落时 , 又会重新释放出相应的光子 , 被释放出的光子继续重复着这种被吸收、重新释放的无数个过程 , 而每通过一个过程 , 光子所携带的能量就会降低 , 因此 , 根据太阳内核中核聚变产生光子被吸收和释放频次的多少 , 相应形成不同的射线 , 包含从能量最好的伽马射线 , 稍弱的X射线 , 再到紫外线、可见光、红外线和无线电波 , 这就是为什么从太阳释放出的光线包含以上不同射线的原因 。
我们从地球观测到的太阳光 , 如果追溯其能够被肉眼观测的距离 , 那就要从太阳表面逃脱时算起 , 在到达地球后 , 光线走过这个日地距离所需要的时间为8.3分钟 。 而如果非要加上从内部刚产生到“游走”到太阳表面所经历的时间 , 那结果就要漫长许久 , 有可能长达20多万年 。 这个结论是通过光子在太阳内部的行进路线推测出来的 , 那么是否意味着我们在地球上看到的光 , 来源于20多万年的太阳内部呢?

这里就涉及对物质的理解角度了 。 如果从可见光来看 , 它只是从太阳内核发出“组合”光线的一部分 , 从其频率也就是能量强度来看 , 它在光谱中的地位是中等偏下 , 也就意味着在它们从太阳内核向表面运动过程中 , 由原来伽玛光子被等离子体吸收和重新释放的频次 , 要大于伽马射线、X射线和紫外线 , 而小于红外线和无线电波 , 所以其经历的时间肯定要小于刚才所说的20多万年 , 有可能在几万年以内 。 更重要的是 , 我们在地球上看到的可见光 , 是否还是一开始在太阳内部刚释放的光线呢 。

我想应该是不同的 。 一方面从名称上看不同 , 刚形成时是伽马射线 , 现在变为了可见光 。 二是从能量上看 , 可见光所携带的能量要比伽玛射线减弱了好多数量级 。 第三 , 光子在被太阳内部等离子体反复吸收和重新释放过程中 , 其输入和输出是否还是它本身 , 我也不能确定 , 这就像有人提出的那样 , 假如一艘轮船所有的部件都更换一遍 , 那么它还是原来的船吗?

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