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它每秒燃烧自身6亿吨氢,连续几十亿年!能源枯竭之时会怎样?

 田彬彬 2017-11-03

太阳是太阳系的中心天体,太阳光给地球的万物带来了无线生机,实际上太阳发出的光和热中只有22亿分之一到达地球,但也足以使地球成为现在这样一个生气勃勃的世界了。据了解,太阳已连续发光几十亿年,是怎样的能量致使它能够发光发热几十亿年呢?能源枯竭之时又会是怎样的呢?

关于太阳的能源,直到1938年,美国科学家贝特才初步解开。贝特认为,太阳能源来自太阳内部的热核聚变,采用核聚变的方式向太空释放光和热。太阳中心的温度高达1500万摄氏度,压力也十分巨大。

在这种高温、高压条件下,物质的原子结构自然会被破坏,结果发生每4个氢原子核聚合成1个氦原子核的物理过程,与此同时释放出巨大的能量。这个过程在物理学上称为热核聚变。热核聚变反应比化学燃烧释放的能量要大100万倍以上!

热核反应放出的能量究竟有多大呢?简单点说,1克重的氢变成氦时,放出来的能量等于燃烧15吨汽油的能量!1千克重的氢的能量,抵得上数百列火车的煤!作为核武器之一的氢弹比原子弹的威力还要大得多,氢弹爆炸时发生的就是这种热核聚变反应。

太阳辐射就是在氢聚变成氦的过程中产生的。每秒钟有质量为6亿吨的氢经过热核聚变反应为5.96亿吨的氦,并释放出相当于400万吨氢的能量,正是这巨大的能源带给了我们光和热,但这损失的质量与太阳的总质量相比,却是不值一提的。

除了氢之外,剩下的几乎都是氦,包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%,氦比氢更致密些。在相同的条件下,氦原子的质量是同量氢原子质量的4倍。有人计算过,如果换算成体积,太阳大约有80%是氢。

天文学家推算,大约在五六十亿年前,太阳在银河系诞生,一团主要由原始氢构成的星云不断旋转,形成了一个漩涡,由于引力的影响,所有的气体都向云的中心聚集,于是产生了高压和高温,将太阳原子核“炉火”点燃。

从此,这个巨大的核子炉便开始沸腾至今。太阳现在正处于壮年时期,预计现在太阳上的氢,继续这样“燃烧”下去,大约至少还能“燃烧”四五十亿年的时间。

到那时候,太阳上几乎全部的氢都燃烧掉了,变成了氦。那时的太阳将变得“虚胖”,即它的物质密度变低,体积开始膨胀,一直膨胀到地球公转的轨道外面。

我们知道,离太阳最近的行星是水星,第二个是金星,接着就是地球、火星,到那时的太阳会把水星、金星、地球,还有火星,都一个个地吞没。那时的太阳颜色发红,虽然其表面的温度会比现在低,但那时地球上将热得无法忍受,海洋就会煮干。据我们所知,这颗行星就不复是生命的适宜住所了。这就是红巨星阶段。

据天文学家估计,太阳演化成红巨星之后,再过几亿年即将衰亡,成为一颗体积很小、密度很大、发光微弱的天体,叫做“白矮星”。再往后,太阳可能会演变成一个体积比白矮星还要小许多,而且不发出任何光线的天体──“黑洞”。

当然,我们不必为50亿年后地球是否毁灭而惊慌。也许到那个时候,人类早到达其他适居星球上重建家园。

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