太阳烧了46亿年为何还没烧完

更新于:2022-02-18 12:51:56 知识问答 万阅读
最佳答案太阳已经燃烧了46亿年了,怎么还没熄灭?太阳究竟使用什么当燃料,为什么燃烧了46亿年还没烧完?

太阳已经燃烧了46亿年了,怎么还没熄灭?

太阳作为太阳系的中心天体,它在很大程度上维持了太阳系内部的稳定,同时几十亿年如一日地为地球传送光和热。人类文明形成之前太阳早已高高悬挂在空中,一些文明形成之后开始崇拜太阳,以太阳为图腾,如今地球上还存在许多崇拜太阳的民族,例如日本大和民族,可见太阳对人类的重要性。但是从古至今有一个问题困扰着人类,那就是为什么太阳能够持续燃烧几十亿年呢?

起初科学家们认为太阳的燃烧和地球上的燃烧一样,都是化合反应。在地球上,任何物体的燃烧都离不开氧气,因为氧气在其中起到氧化剂、助燃剂的作用,如果太阳上的燃烧反应也是化合反应的话,那么它应该含有不少氧气。然而后来科学家通过光谱分析发现,太阳中有七成以上的元素是氢,两成以上的元素是氦,氧元素的存在少得可怜。其次,太阳拥有高达5500摄氏度的温度,其内部温度更是高达1千万摄氏度。

任何气体在这样的极端高温环境下都无法保持气态,而是变成等离子体。如果太阳的燃烧是化合反应的话,那么它自身是没有充足的氧气作为助燃剂的。由此看来,太阳的燃烧反应不可能是化合反应,既然如此,那么太阳靠什么燃烧了大约46亿年呢?而且还是在没有氧气支持下进行燃烧。在排除了化合反应之后,有物理学家又提出了太阳坍缩论,认为太阳的燃烧是内部引力坍缩造成的。

由于太阳自身拥有巨大的质量,因此它不断地向内挤压,正是向内坍缩使得太阳获得了 大量的热量,从而对外释放出热量。但即使太阳是以这种方式进行着,它最多也只能够维持上千万年左右,连一亿年都做不到。于是太阳引力坍缩论逐渐被科学家放弃了。在人类还没有发现核反应之前,确实没有一种理论可以解释太阳的燃烧。但在爱因斯坦提出相对论之后,核反应逐渐被人类所了解。核反应的出现让人类知道原来还有一种反应方式只需要微量的原料就能够释放出不可估计的能量。

后来有科学家提出了太阳内部反应是核聚变反应的理论,该理论认为太阳内部的四个氢原子可以通过核聚变反应变成一个氦原子,而在这个转化的过程中氢原子会出现少部分质量损失,这部分质量损失就转化成了光子和中微子。光子产生之后还无法直接运动到太阳的表面,它在运动过程中与电子、原子核继续发生碰撞和反应。剩下那些没有反应的光子经过漫长的时间到达了太阳表面,因此我们现在所看到的太阳实际上是其在成千上万年前的模样。

核聚变属于物理反应,它和核裂变反应同都属于核反应。与人类已经掌握的核裂变技术相比,核聚变反应产生的能量更多。如果人类未来能够掌握核聚变技术的话,那么应该不用担心能源问题了。

太阳究竟使用什么当燃料,为什么燃烧了46亿年还没烧完?

随着天文望远镜的发明,人类第一次真正看到了宇宙,对于太阳也有了更加深入的了解,知道太阳是一颗恒星,地球围绕着太阳公转等。

而且对于地球来说,太阳还是一个不可或缺的存在,是地球能量的来源。

根据科学家推测,太阳自诞生起,到现在已经持续向外释放光和热46亿年,但是太阳为什么不像蜡烛那样会熄灭呢?

它怎么会有这么多的燃料?它什么时候会耗尽燃料呢?

事实上,这些都是假象。

我们传统的认知里,燃烧必须得符合两个条件,氧气和可燃物,两者缺一不可,而是在太空是没有氧气的,但太阳却已经在太空当中燃烧了几十亿年,这明显就不对啊!

其实准确来说,太阳并不是在燃烧,而是在进行核聚变,我们日常中理解的燃烧是一种化学变化,但核聚变是一种物理变化,两者是完全是不同的。

太阳不是在燃烧,所以不会熄灭。

核聚变是宇宙当中普遍存在的一种物理变化,是指较轻原子核互相结合,形成一个重原子核的过程,氢弹就是利用的这个原理。

众所周知,太阳质量的73%都是氢,剩下的基本上都是氦元素和一些其他重元素,而且在太阳内部核心区域的温度以及压力都很高,温度可能达到了一千五百万度,受到的压力相当于2500亿个标准大气压,正是在这样的高温、高压的条件下,太阳才可以发生核聚变反应。

简单来讲,太阳内部的核聚变反应就是把4个氢原子聚变成为1个氦原子并释放出能量的一个过程。根据爱因斯坦的质能方程式 E=mc^2,可以得到核聚变反应产生的能量是普通化学反应释放的能量的2000万倍。

换句话来说的话,1千克氢原子核聚变成为氦原子释放的能量,相当于燃烧4000吨石油或6000吨煤炭释放的能量,很显然,核聚变反应是可以释放巨大能量,而我们的太阳也就是利用这种物理反应产生的光和热。

根据计算,太阳核心区域每秒会有6亿吨的氢元素发生核聚变反应,其中会有400万吨的氢元素完全转化为能量释放,这个数据在我们看来实在是非常巨大的。

不过对于太阳来说,实在是太过于微不足道,太阳的质量是大约地球的33万倍,体积大约是地球的130万倍,即使太阳已经燃烧了46亿年,但太阳消耗的总质量才只有0.03%。

太阳的最终结局是什么?

根据科学家对宇宙中天体的观察,认为恒星最终的结局有三种,而决定恒星生命结局的就是其质量,比如说体积小的恒星最后会变成白矮星,顾名思义,白矮星就是发出白光、体积较小的天体,目前银河系中观察到的白矮星大约有488颗。

而一些较大的恒星最终会变成中子星,中子星的密度是非常大的,在宇宙中仅次于黑洞;最后超大质量的恒星最终会演化成迄今为止宇宙中最神秘的天体——黑洞。

由于太阳体积和质量相对来说较小,所以它最终可能会变成一颗白矮星。太阳目前是处于恒星演化过程中的主序星阶段。

其实恒星一生中的大部分时间都是处于主序星阶段,然后经过不断地变大膨胀,成为红巨星,由于恒星内部的核聚变反应,中心部位变为氦核。

最终,氢原子的聚变反应将向外层移动,这时恒星的重力和辐射能之间需要一个平衡,但核聚变在恒星外层发生的话,辐射能会逐渐强于重力,然后太阳将不断膨胀,表面温度不断下降,逐渐变得更亮,直至变成一颗白矮星,走到了生命的尽头……

说到这里,可能有人就要担心,当太阳走到生命尽头的时候,那人类该怎么办?其实这种担心完全是没有必要的,因为太阳还得再过50亿年左右的时间才会走向灭亡,所以留给人类发展的时间非常充足,未来科技发展的可能性是无限大的。