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太阳为什么会发光发热?

 Daweb_YN 2020-08-21

    天气晴朗的清晨,我们抬头会看到一个火红的球体正在从东方缓缓升起,我们称它为“太阳”。在地球上,一天是分为昼和夜,太阳的出现就表示地球处于昼(白天),也产生了光和热。

    我们知道世间万物的生长都是离不开光和热的,例如:人类白天能够看到多姿多彩的万物容貌,植物通过光合作用产生能量等。试想一下,假设某一天地球上没有了太阳,那我们的生活环境会是什么样子?如果太阳没有出现,地球上也就没有了光和热,首先人类会处于黑暗之中,很难会见到万物的生长了。由此可见太阳是地球生物(尤其是人类)生存与发展的关键,我们时时刻刻都离不开太阳的眷顾。

    既然太阳与我们的生活息息相关,那不断探索宇宙奥秘的人类就会开始思考:我们的太阳为什么会永久发光发热呢?

太阳的位置

    首先我们先了解下太阳所处的位置,太阳是位于太阳系中心的一颗恒星,8大行星(水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星)还有彗星,矮行星等都是围绕太阳为中心进行运动的。太阳表面是一个炽热的气体星球,表面温度高达6000度,中心温度可达1500万度。

核聚变

    在地球上,我们会看到一个物体如果燃烧的话,会产生光和热,它的燃烧是属于一种化学反应,需要一定的可燃物,助燃物,着火点,氧气等。我们见到太阳的燃烧也是需要一定的媒介吗?答案为:是的,太阳的燃烧属于一种物理反应,它是依靠核聚变的方式来产生光和热的,什么是核聚变反应呢?我们来认识一下:

    要想认识核聚变,首先我们认识下太阳它是由什么组成的?太阳的组成成分为:氢元素,氦元素,其他元素(氧,碳,氖,铁元素),其中氢元素占主要位置,质量约占整个太阳质量的70%以上,而其他元素仅占2%。

    太阳无时无刻都是处于高温高压的气体状态中,在其压力作用下内部会产生热核发应:4个氢原子结合产生1个氦原子。根据爱因斯坦的公式:E=mc^2定律,我们知道物质质量和能量间的关系,由此得知在这个核聚变反应中,氢作为太阳主要的燃料会将部分质量转化为能量,从而太阳燃烧会释放出大量的光和热。

    太阳的结构由内而外依次分为:核反应区,辐射区,对流区,太阳首先会在核反应区产生能量,以X射线和Y射线的形式向外传递到达辐射区,辐射区会吸收辐射再发出辐射,然后到达对流区,经过光球层向四周辐射来到我们的身边,这样我们就接收到了光和热。

太阳庞大的能量

    太阳产生的光和热到底有多大的能量呢?据科学家测定,太阳在一秒钟内发出的能量约有3800万亿亿千瓦。这个是怎样的概念呢?为能够更加形象的表述,我们假设用一层12米厚的冰块把太阳包起来, 只要一分钟的时间,太阳放射出的热量就可以完全把冰壳融化掉,由此我们知道了太阳释放的能量是多么的的庞大无比。

无太阳假说

    人类认识了太阳是由于核聚变产生了能量从而释放出光和热,试想一下,假如某天核聚变中的元素氢元素燃烧殆尽,没有了元素进行核聚变,是不是我们以后就没办法接收到光和热了?前边我们提到过,太阳的组成成分中不仅有氢元素还有氦元素。科学家判断,假如没有了氢元素,我们的太阳会进入一个塌陷的过程,太阳会以另外的元素:氦元素为燃料进行氦聚变反应的,在此期间内太阳也是会释放光和热的。

    如果氦元素也燃烧殆尽了,那会是什么样子呢?太阳没有了可以燃烧的元素,和之前一样进行再次塌缩的循环,至此太阳的核心会变成白矮星。到那时人类是否存在还待科学家进一步验证。看到这里,大家是不是对于未来产生了惶恐,其实大家大可不必担心我们的未来会是怎样,因为科学家指出目前我们的太阳正处于壮年时期,自身还会不断地进行长达50亿年的核聚变反应。

总结:

    对于太阳为什么会发光发热,人类也有其他的猜想:太阳周围的地球自身温度低于太阳的温度,由热力学定律我们知道热量总是从高温传递到低温的,所以就是太阳的热量传递给地球了。

    还有一种猜想:核聚变需要高温高压,如果内部温度极高,核聚变就会越剧烈,如果太阳自身不释放出些能量,外部温度也会产生核聚变,那太阳内外部都会发生核聚变,像氢弹一样瞬间爆炸。所以为了生存,太阳必须释放出些能量,从而延长自身的寿命。

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