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如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?是8分钟还是10万年?

类别:科技 发布时间:2023-12-14 16:07:00 来源:魅力科学君

如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?对于这个问题,一种常见的观点就是:8分钟。除此之外,还有一种观点却认为,在大约10万年之后,人类才能察觉得到。那么,这个问题的答案,到底是8分钟还是10万年呢?下面我们就来讨论一下。

如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?是8分钟还是10万年?

前一种观点可以简单地解释为,已知太阳与地球的平均距离约为1.5亿公里,光在宇宙真空中的速度约为每秒30万公里,用距离除以速度,就可以得出,太阳发出的光抵达地球需要大约500秒,也就是8分钟零20秒,因此就可以说,如果太阳突然熄灭,地球上的人类在大约8分钟之后就会察觉到。

如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?是8分钟还是10万年?

而后一种观点则认为,太阳并不是一个通体都在燃烧的大火球,实际上,太阳发光的源泉其实是它的核心反应区,在这里,氢元素不停地发生核聚变,并源源不断地产生大量的光子,因此“太阳熄灭”,应该被定义为“太阳核心反应区停止核聚变反应”。

这也就意味着,只有在太阳的核心反应区所产生的最后一批光子抵达太阳表面之后,人类才会察觉到太阳的熄灭,而这一过程,则需要大约10万年的时间,为什么要这么久呢?我们接着看。

太阳的核聚变反应类型主要是“质子﹣质子链反应”,其反应过程主要分为三步:1、两个质子(也就是氢原子核)聚合在一起,并且其中一个质子衰变成中子,进而形成氘原子核;2、氘原子核与另一个质子聚合在一起,形成氦-3原子核;3、两个氦-3原子核聚合在一起,形成氦-4原子核,同时释放出两个质子。

如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?是8分钟还是10万年?

“质子﹣质子链反应”会释放出大量的伽马光子,它们会以光速传播,已知太阳的半径大约6.955乘以10的5次方千米,据此我们不难计算出,如果这些光子能够直线前进,那它们大概只需要2.3秒的时间就可以抵达太阳的表面,但问题是,它们并不能直线前进,为什么呢?因为太阳的核心区域实在是太“拥挤”了。

太阳的密度并不是均匀的,在自身重力的“压缩”下,越接近太阳的中心位置,物质的密度就越高,以至于太阳的核心区域,其平均密度可以高达150克/立方厘米,而光子在如此高的物质密度下传播,就会异常频繁地与其他粒子发生碰撞,这一过程也被称为“光子漫步”。

相关研究表明,光子在太阳核心区域的平均自由程只有0.1毫米至1厘米,我们可以将其简单地理解为,在太阳的核心区域,光子每前进0.1毫米至1厘米,就会与其他粒子碰撞一次,在此之后,它们会被随机的散射,其前进方向也会相应地改变。

也就是说,在太阳的核心区域,光子的传播路径是非常曲折的,有可能一个光子经历了无数次的散射,眼看就要离开该区域了,但随后的一次散射,又使得它掉头转向太阳的中心……

所以光子想要从太阳核心区域抵达太阳表面,其实需要极为漫长的时间,根据科学家的估算,其所需的平均时间大约为10万年(最高估计值可达50万年)。

如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到?是8分钟还是10万年?

(↑太阳核心反应区的半径占据了太阳半径的大约25%)

值得一提的是,在“光子漫步”的过程中,太阳核心的伽马光子会持续地损失能量,所以当它们抵达太阳表面时,其能量已经大幅降低,也就不是伽马光子了,正因为如此,在我们看到的太阳光中,基本上都不存在伽马射线。

另一方面来讲,这些伽马光子损失的能量,其实也没有消失,实际上,这些能量会加热构成太阳的物质,进而使太阳在整体上看上去就像是一个熊熊燃烧的大火球一样。

综上所述可知,对于“如果太阳突然熄灭,人类多久才能察觉到”这个问题,假如我们将“太阳熄灭”定义为“太阳整体上突然不发光”,那答案就是8分钟,而假如我们将“太阳熄灭”定义为“太阳核心反应区停止核聚变反应”,那答案就是10万年。

当然了,这个问题其实只可能存在于我们的想象之中,因为根据已知的宇宙规律,无论是哪种定义,太阳都不可能突然熄灭,所以大家看看就成,不必当真。

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快照生成时间:2023-12-14 18:46:28

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