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假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

类别:科技 发布时间:2023-09-03 16:01:00 来源:浅语科技

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

太阳是什么,从科学的角度看,他只是宇宙中亿万恒星中的一颗,并不起眼,并不特殊。可是从人类的角度来看,太阳,是人类的恩人,人类之所以能存在,与太阳发出的热量和光亮不无关系,如果没有了太阳,人类的衣食住行都将受到直接影响,甚至最后,人类还会因此灭绝。

人类关于太阳的讨论从来没有停止过,在中国古代,孔子出游的时候,就曾见到两个小孩子讨论太阳,到了现代,随着观测技术的进步和物理科学的发展,人类对于太阳重要性的了解也越来越多,于是乎,就有人发出了这样的一个疑问,如果太阳突然熄灭,我们需要多久才能感受到?很多人以为是八分钟,其实需要一万年。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

太阳到底是什么燃烧的

要想理解太阳的熄灭,我们必须得先知道太阳是如何燃烧的。

太阳是银河系中一颗普通的恒星,就像文章开头所说的那样,他并不是最大的,也不是最亮的,他唯一的独特之处,就在于他的热量释放的刚刚好,恰好使得地球孕育出了生命,人类也由此诞生出来。随着人类文明的不断进化,人们一直在探索太阳的发光原理,想要知道太阳为什么能持续燃烧四十六亿年。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

在十九世纪,人们认为太阳的燃烧,无非是通过两种方式,一种是引力收缩,一种是太阳中有某种物质,能像木头那样燃烧,这样会使得太阳越来越小。不过,这两种猜想并没有多少科学家赞同,因为用这种假设计算出来的太阳寿命,根本不可能达到恐怖的四十六亿年,所以,太阳的燃烧,一定是有一种不为人所知的原因。

后来,随着爱因斯坦质能方程的提出,加上核物理学的突破,人们才终于弄清楚了太阳的燃烧秘密,原来,太阳本身就是一个巨大的核电站。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

通常氢原子带有中性电荷,即一个氢原子包含两个带有想法电荷的电子,这两个电子的电荷相互抵消,产生平衡。

太阳中含有大量的带有正负平衡电荷的氢原子,如果在正常情况下,这些氢原子的性质是稳定的,不会乱动,可是太阳中心的温度是不正常的,极其高的温度迫使氢原子周围的正负平衡电子分离,不同氢原子中的质子相互碰撞,最终结合在一起。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

而他们结合在一起的形态通常只有一个,那就是氦原子。四个氢原子组成一个氦原子,在组成氦原子的过程中,原本的氢原子会丢失掉一部分质量。根据爱因斯坦的质能守恒原则,这些丢失的质量,不会凭空消失,而是会以热能的形式释放出来,这就是人们见到的太阳燃烧。

据科学家推算,按照目前人类的用电量来计算,太阳每秒产生的能量,可以供人类使用几十万世纪,这是何等恐怖的热量啊。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

八分钟的错误

很多人看到这个问题,第一想法就是八分多钟,因为他们是这么算的,首先太阳距离地球的距离大约是一点五亿千米,而光在真空中的传播速度是三十万千米每秒,因此我们可以直接根据除法,计算出太阳光到地球大概需要八点三分钟。

八分钟的答案是不对的,因为我们假设的前体是太阳熄灭和人类感知,而不是太阳光停止发射或者被遮挡,这两个问题是有区别的。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

举例来说,假如我们在户外生了一堆火,燃料是木头,现在我们需要把火熄灭,问熄灭的现象我们要多久才能感知,总不可能是一瞬间吧,因为熄灭需要一个过程,可能是十秒,也可能是更久的时间,木头上的火焰要一点点减弱,直到火焰消失,我们才能知道他熄灭了。太阳熄灭的问题同木头熄灭类似,问的是过程。

所以,要想解答这个问题,我们就要弄清楚太阳的熄灭是怎么样的。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

太阳熄灭人类多久能感受到

书接上文,太阳之所以能产生热量,是因为太阳内部有大量的氢原子在做反应,最后生成氦,因此太阳的燃烧,靠的就是氢原子,如果氢原子用完了,太阳就会熄灭。但即便是熄灭也有一个过程,就像熄灭燃烧中的木头那样,不是一蹴而就的,而太阳作为一个巨大无比的火球,即便耗尽了燃料,熄灭时间也仍常很长,专家推测,可能至少一万年。

原因很简单,太阳光其实是一种被称之为伽马射线的电磁波光子,这种光子呈现波粒二象性,光子在太阳内部产生,人类是看不到太阳光的,除非光子能从太阳内部发射出来,发射到地球上,人类才能看到太阳光。而事实上,现实中的太阳光子,就是这么做的。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

不过,光子从太阳内部被生成开始,到突破太阳的约束,其艰难程度,远远超过了人们的想象。由于太阳中的氢元素在不断反应,因此氢元子和氦原子都处于等离子体,当光子穿过这种等离子体的时候,会不断的与质子,电子发生碰撞,每一次碰撞都会随机改变一次方向。

这种方向的随机性加上太阳巨大的直径,就使得光子这种漫无目的的游走,是否能走出太阳表面,完全靠运气。根据科学家推算,这个过程最少需要一万年,最长就说不清了,几十万年都有可能。

假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽

因此,假如太阳熄灭,就意味着太阳中的氢元素消耗殆尽,但是这个时候的太阳,依然是亮堂堂的,因为太阳当中的光子还没有完全释放出来,人类是察觉不到太阳的变化的。

随后,由于光子总会不断的逃出太阳,所以地球依然每天有大量的光子收到,人类还是感觉不到太阳的熄灭,直到最后一枚光子逃出,太阳再也没有了光子,它的熄灭,才会被人类感知到。所以这个时间,最少是一万年。

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