太阳的主要成分是啥(太阳的主要成分是氢和氦)
根据公开资料所示,太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成,它的直径是地球直径的109倍,体积大约是地球的130万倍,说白了就是太阳可以装下130万个地球。
从外观来看,太阳的光度为383亿亿亿瓦,有效温度等于开氏5800度。从这些数据来看,太阳作为太阳系中唯一一颗恒星,已经燃烧了46亿年却还没有烧完,不禁令人好奇太阳究竟使用了什么当燃料?
地球与太阳的关系
在人类科技还不发达的时候,人们认为地球就是唯一的星球;再到物理学的刚起步,那时候的科学家们认为太阳是绕着地球运动;直到后来,当哥白尼提出“地球是绕着太阳”的时候,那时候世人对此理论充满了批判,甚至上升到对哥白尼的攻击。虽然那个时候哥白尼的理论未能被当世所接纳,但随着物理学的不断发展,以及科技仪器的辅助,终于有人通过实验数据证实哥白尼的理论属于才是事实,地球绕着太阳运动,同时也还有另外7颗行星绕着太阳转,形成了太阳系。
相较于太阳系当中的星球而言,人类所生存的地球是截止到目前为止唯一一颗能够探测到生命的星球;而太阳对地球来说,则是能量的主要来源。对于地球的诞生,科学界还有另一个推测,表示地球之所以能够诞生生命,这离不开太阳的功劳,当太阳光照X地球上时,让地球温暖起来,从而让地球具备了可以孕育生命的一切条件,比如阳光、温度、空气、水等等。
地球的能源主要是来自于太阳,为了有利于人们理解,科学家将太阳在单位时间内所辐射的能力,比喻为“太阳向外撒钱”的行为,就相当于太阳在“单位时间内向太空撒了66万亿元”,而地球在这个时间内只能“捡到3万元”。要知道,66万亿和3万亿之间的差距,是足足超过了22万亿倍。
而从这个数据当中可以看出,纵使地球对于太阳光的利用率这么低,却依然能够给地球几乎一切生物提供了生存所必须的能量,由此可见太阳被称之为“大火球”是多么贴切。
太阳靠什么燃烧能烧这么久?
根据科学家们所推测,太阳系已经诞生了将近46亿年,从诞生到如今,太阳一直不断地燃烧自己给太阳系的行星提供能量,令人好奇的是,太阳为何能够燃烧了将近46亿年还没有烧完,它的温度依然是那么高,能量也从未消退过。
毕竟对于地球人来说,在认知当中,发光发热、传递能量都需要能量转化,这就需要能够燃烧或者提供能量的材料,比如木材、煤炭、石油、天然气等物质,但这些被人类所熟知且运用的燃料当中,显然无法如同太阳那般,在几十亿年中源源不断地产生能量。
实际上,太阳的发光发热并非是靠“燃料”!因为一般的燃烧需要氧气的辅助,正是因为地球上的空气当中存在氧气才能够燃烧,一旦地球没有氧气也就无法燃烧。而组成太阳的主要成分是氢和氦,其中氢气占了70%以上,剩下的几乎是氦元素。由此可见,太阳上并不具备燃烧的必要条件,因此太阳的发光发热并不是一般的燃烧,而是太阳通过氢核聚变反应之后变成氦元素,并且释放出巨大的能量。
所谓的“核聚变”,就是原子核相互发生碰撞的过程当中,会产生新的原子核,而且会因为质量的亏损而释放出巨大能量。更加通俗一点来说,核聚变不需要像燃烧那样需要消耗氧气,更不需要在有氧的环境中才能够进行。核聚变发生的条件是需要在高温高压之下,而太阳内部达到1500万摄氏度,因此在地球上难以实现的核聚变,在太阳的内部却能够随时进行。
地球能够产生核聚变吗?
人类所制造的氢弹,其实就是运用核聚变的原理,但氢弹的反应条件十分苛刻,需要起码上亿℃的环境。由此可见,地球虽然地心的温度也很高,却难以达到核聚变的程度。太阳能够发生核聚变除了其内部具有1500万摄氏度的条件之外,还得益于另一个因素,那就是太阳足够大。
简单点来说,核聚变反应的原理,是原子核发生融合。氢原子核带正电,在融合的时候需要克服斥力,按照科学家实验和推算出来的数据,一对氢原子核要发生核聚变反应大概需要10亿年的时间。因此,这在地球上发生的概率很低,如果太阳的体积只有地球这么大,也可能是难以产生核聚变。
但太阳能够在长达近46亿年时间都在发生核聚变且产生巨大能量的重要因素,在于本文开头就已经指出,太阳的体积是地球的130万倍。哪怕是小概率的核聚变反应以及所需要的反应条件再苛刻,在太阳这种超级大的天体面前,也变得能够实现。太阳体积足够大,内部粒子足够多,太阳内核中每四个氢原子核就会发生融合,之后生成一个氦原子核,这种反应也被称之为“质子-质子反应链”。
如果真要将太阳核聚变的反应,按照我们日常所能够理解的燃烧的话,那么太阳“燃烧”的时候,燃料是氢原子核,燃烧之后所产生的“渣”,就是氦原子核,然后释放出巨大的能量。而由于太阳足够大“燃料”(氢原子核)足够多,因此燃烧了将近46亿年,却仍然还没有将“燃料”烧完。
根据科学家所推测,按照太阳体积的大小以及核聚变的规模,像过去将近46亿年的这种燃烧,太阳还能够持续烧50或者60亿年。值得注意的是,并不是说在五六十亿年之后,太阳就“燃烧殆尽”不再提供能量,而是应该会换一种方式继续“燃烧”,只不过难以判断的是,皆是地球是否依然存在,以及地球上是否依然是唯一住有生命体的星球,以及那时候人类是否还是地球的X,而这些问题的答案,都比如宇宙一般神秘且未知。