時時頭條
  • 娛樂
  • 體育
  • 財經
  • 科技
  • 旅遊
  • 軍事
  • 育兒
  • 時尚
  • 遊戲
  • 歷史
  1. 首頁
  2. 科技

太陽究竟使用了什麼燃料?為什麼燒了46億年,還沒有燒完?

2024-02-03 21:35:52

地球能夠成為一顆生機勃勃的星球,有一個必不可少的條件就是:太陽這個“大火球”一直在給地球提供能量。據我們所知,太陽誕生於大約46億年前,從那時開始,它就一直在發光發熱。那麼,太陽究竟使用了什麼燃料?為什麼燒了46億年,還沒有燒完呢?下面我們就來聊一下這個話題。

太陽使用的燃料,其實就是宇宙中最多的元素——氫,更準確地講,是氫原子核,也就是質子,在太陽的核心,質子不斷地發生核聚變反應,而太陽的能量正是來自於此。所以太陽的發光發熱,其實並不是燃燒現象,當然了,為了方便討論,我們還是可以將這種現象形容為燃燒,大家知道區別就行了。

想象一下,如果你有一堆燃料,現在你想讓這堆燃料的燃燒時間儘可能地持久,你會怎麼做呢?一個簡單的方法就是,儘可能地降低燃料的消耗速度,讓燃料一點一點地燃燒。

實際上,太陽燒了46億年還沒有燒完,也正是因為太陽消耗燃料的速度極為緩慢,具體怎麼回事呢?我們接著看。

太陽核心的核聚變反應過程可以簡單地描述為,首先是兩個質子結合在一起,形成氘原子核,接著氘原子核又與另一個質子結合,形成氦-3原子核,最後這個氦-3原子核又會與另一個透過相同途徑生成的氦-3原子核結合,形成氦-4原子核,同時釋放出兩個質子。

這一系列的反應過程也被稱為“質子-質子鏈反應”,其中實現難度最高的,其實就是第一步,也就是兩個質子形成氘原子核。要知道質子都是帶正電的,它們會強烈地彼此排斥,所以想要讓兩個質子撞在一起,就需要它們具備足夠高的動能。



從微觀角度來講,溫度其實就是大量微觀粒子熱運動的激烈程度,這就意味著,在溫度足夠高的情況下,兩個質子就可以克服彼此的排斥力撞在一起,什麼樣的溫度才算得上“足夠高”呢?根據科學家的估算,至少需要上億攝氏度。

那太陽核心的溫度達到了這個條件了嗎?答案是否定的,因為太陽核心的溫度只有大約1500萬攝氏度,也就是說,從理論上來講,以太陽核心的溫度,是不可能實現“質子-質子鏈反應”的,這明顯與我們看到的事實相悖,為什麼會這樣呢?這其實困擾了科學界很長一段時間,直到“量子隧穿效應”的發現,這個問題才得到合理的解釋。

“量子隧穿效應”屬於量子力學的研究領域,簡而言之,這種效應是指微觀粒子在自身動能不足的情況下,也有一定的機率穿過經典力學裡不可能穿過的“能量勢壘”。

質子之間的排斥力,其實就是一種“能量勢壘”,也就是說,即使溫度不夠高,以至於質子自身的動能不足以穿過這個“能量勢壘”,它們也可以因為“量子隧穿效應”而撞在一起。

“量子隧穿效應”發生的機率與能量差距密切相關,能量差距越大,其發生的機率就越小,反之亦然,由於太陽核心的溫度與理論值差了太多,因此質子透過“量子隧穿效應”撞在一起的機率就異常的低,根據科學家的計算,這個機率大概是10的負20次方,也就是說,每1萬億億次中只會發生一次“量子隧穿效應”。

但這還沒完,要知道氘原子核其實是由一個質子和一箇中子構成,這就需要當兩個質子撞在一起的時候,其中的一個質子透過β衰變轉變成中子,然而這樣的情況卻極難發生,因為在絕大多數情況下(超過99.999%),兩個質子即使透過“量子隧穿效應”撞在了一起,它們也會在極短的時間內分開。

這樣的情況,無疑使兩個質子形成氘原子核的機率低得令人髮指,有多低呢?這樣說吧,對於太陽核心中一個特定的質子來講,它通常需要數十億年的時間,才可以與另一個質子形成氘原子核。

儘管這個機率是如此之低,但太陽核心的質子數量卻有大約10的56次方個,如此龐大的數量,就使得太陽核心每時每刻總是會有極少數的質子形成氘原子核,進而使“質子-質子鏈反應”的後續過程順利進行,如此一來,太陽消耗燃料的速度也就極為緩慢了。

總而言之,在極低機率的限制下,太陽其實一直在以極為緩慢的速度消耗自己的燃料,也正是因為如此,太陽才可以燒了46億年,還沒有燒完,不過太陽的燃料終究是有限的,根據科學家的估算,在大約50億後,太陽核心的燃料就會耗盡,而屆時的太陽,將會演化成一顆紅巨星。

熱門資訊
  • 臺積電率先試產2nm工藝:蘋果將首發嚐鮮 | 2024-12-08 00:32:45
  • AMD將於下一季度加大Ryzen 7 9800X3D CPU的供貨力度 | 2024-12-08 01:49:08
  • 國產大飛機 C919 通航點增至 10 座城市 | 2024-12-08 02:30:15
  • 英偉達GPU,要遷往美國生產 | 2024-12-08 02:48:44
  • 廣東工業大學陳旭東團隊魯少林等《AFM》:透過鐳射控制磷光聚合物水淬滅效應實現可程式設計加密圖案 | 2024-12-08 03:23:51
  • 曹惠玲團隊揭示內皮細胞Kindlin2透過調節Piezo1/TGFβ/Runx2訊號軸介導的內皮-成骨轉化調節骨穩態 | 2024-12-08 04:21:02
  • 2024中國設計智造大獎盛典舉行,來自上海的“人形機器人”獲最高獎 | 2024-12-08 04:22:03
  • 中國商飛試飛中心迎來一群穿校服的人 | 2024-12-08 04:34:29
  • 蘋果自研基帶和射頻前端,成了 | 2024-12-08 04:47:52
  • 四協會發聲“謹慎採購美國晶片”,中國雲計算產業加速替代創新 | 鈦媒體焦點 | 2024-12-08 04:49:56
  • 前沿進展:複雜物理系統的生成式控制方法|NeurIPS 2024 | 2024-12-08 05:12:55
  • iFixit 推出 Xbox 官方維修零部件,主機板價格竟比主機本身還貴 | 2024-12-08 07:50:41
  • 英國研製出世界首塊碳-14鑽石電池 潛在壽命可達數千年 | 2024-12-08 07:58:55
  • 科技昨夜今晨1208:全國家電以舊換新銷售額突破 2000 億元 | 2024-12-08 08:34:22
  • 黃奇帆最新發聲!中國要多幾個“華為” | 2024-12-08 09:00:18
  • 谷歌狀告美國監管機構,以阻止其銀行式監控 | 2024-12-08 09:00:25
  • 彈彈彈,彈出一篇Nature大子刊,不用費勁,自動彈走表面結冰! | 2024-12-08 09:22:57
  • 連愛因斯坦都無法接受和理解,詭異的“薛定諤的貓”! | 2024-12-08 09:27:44
  • 吉林省首家科研院所科協成立 | 2024-12-08 09:37:30
  • 螞蟻:韓歆毅明年3月接任CEO,井賢棟專注董事長工作 | 2024-12-08 09:39:17
  • 清華伉儷揭示紅斑狼瘡新機制,可用於開發自身免疫疾病靶向藥物 | 2024-12-08 09:39:22
  • 特斯拉擬悄然重啟公關團隊,招聘“車輛傳播經理”崗位 | 2024-12-08 09:39:28
  • 搬起石頭砸自己腳!美國察覺到不對勁,中國不買他們的晶片了? | 2024-12-08 09:43:22
  • 河南安陽將生產國內首款純電單人飛行“卡丁車” | 2024-12-08 09:43:25
  • 3家車企提前完成2024年銷量目標,都是啥情況? | 2024-12-08 09:44:39
  • 武漢新洲造!快舟一號甲火箭“升級版”首飛成功 | 2024-12-08 09:44:43
  • NASA新掌門人上任,馬斯克又是最大受益者? | 2024-12-08 09:46:07
  • 國產大飛機C919通航城市達10個 | 2024-12-08 09:49:40
  • 聯想 YOGA Air 14s“驍龍 X Plus + 32G + 1T”開售,7599 元 | 2024-12-08 09:59:38
  • Anthropic CEO:2025年要解決的兩大問題 | 2024-12-08 10:10:28
最近發布
突發!TVB知名女星毫無預警宣佈與未婚夫分手,結束長達八年情 面對被黑,蘭姐強勢迴歸。小菲狀態好轉,發宣告。更多內幕揭曉! 中國男籃決戰日本隊,首發五人曝光,廣東隊大贏家,徐傑第一後衛 孫穎莎奪女單冠軍!採訪謙遜立足拼,劉國樑給中國選手頒獎笑開花 分析 馬威交易取消後的影響:湖人還有什麼選擇?只能等休賽期? 火箭vs猛龍前瞻:範弗裡特有望復出戰舊主,火箭欲終結六連敗 梅西轟動宏都拉斯!當地媒體:這是世紀體育盛事! 登記開啟!金中、29中、13中等校動了! 開年暴擊!南京又一家機構跑路了? TechInsights:AI PC未能提振筆記本市場 2024年僅增長5% 睡覺時突然腿抽筋,就是缺鈣?錯!還有這4個原因,別輕易忽視了 泡泡瑪特又贏麻了!此前被調侃是“境內最大的博彩公司” 再也不用扎手指!5億糖尿病患者有福了 傳《尼爾:機械紀元》續作、新《古墓麗影》今年公佈 有工作經驗的畫素畫師如何寫簡歷? 離譜!Xun被搶3條龍,JDG仍然獲勝!Peyz力挽狂瀾,WBG痛失好局 將耗死在國際空間站?59歲美滯留女宇航員求救:喪失重要身體機能 華為FreeClip耳機玫瑰金開售 開放式聆聽設計 CBA俱樂部杯-山西淘汰北控晉級4強 原帥18分 小紅書上移民的中產:曾經北京七套房, 羨慕海外一張床, 如今卻...... 不可抗力停課2天以上退一半保教費,佛山幼兒園收費新規釋出 紅棉襯醉美,2020番順醉美青餅評測 華為FreeClip耳夾耳機玫瑰金配色開售:1299元 64歲寧波老闆,跨界無數次,給員工發8億,即將擁有第三家IPO? 卡友資訊股東持股情況變動 廣州“城市合夥人”:城市與人才的雙向奔赴 有人說孫穎莎粉絲是飯圈文化的時候 卻有些人用真金白銀愛孫穎莎! 男生剪“短髮”髮型乾淨利落,試試這3款,剪完帥氣提升顏值! 7個臀部訓練最佳動作,打造迷人的蜜桃臀! 偉大的4-2!林詩棟奪冠:新科世界第1誕生、超越王楚欽,狂攬3冠 新疆完美了!新小外強於皮特森+黑根斯,承認補強大外良性競爭! 林詩棟奪男單冠軍!採訪大談不容易太謙遜,單獨拍照露出笑容! 國乒最新戰報!林詩棟第2局11-8,衝3冠王,梁靖崑救2局點仍輸球 替補奇兵!快船大將5記3分助隊贏球 哈登好幫手 爆冷!北控男籃吊打奪冠大熱門球隊,外援決定比賽的走向 官宣離任,胡明軒宣佈重要決定,廣東宏遠遺憾,杜鋒祝福 又一個賈德松!崔康熙看人很準,魯媒:卡約又要錯過中國聯賽了 劉國樑憔悴!黑眼圈很重,擋住蒯曼被提醒,孫穎莎王楚欽被裁判整 林詩棟逆轉梁靖崑奪冠,成就三冠王,綜合實力更加突出 CBA最新外援註冊資訊,遼籃4人,新疆補充新援,廣東男籃放棄萊斯 大滿貫收官獎金排名:林詩棟三冠60萬第1,孫穎莎第2王曼昱10萬第9 臺灣律師分析大S遺產劃分,S媽要錢得看汪小菲臉色,打臉光頭安排 臺媒曝大S家人鬆手,讓出撫養權給汪小菲,希望馬筱梅善待孩子 二線白酒暴雷,狼真的來了! 搭上比亞迪,自動駕駛獨角獸,利潤大增170%! 炸裂!外資吹響“加倉中國”集結號背後:科技格局重塑與資產重估 這波夢幻西遊副本積分兌換真是血虧,四賜福的山賊值得買嗎? 《星戰亡命之徒》高階美工又回到CDPR 開發《巫師4》 《哪吒2》登陸北美,首映禮現好萊塢!有觀眾哭花眼妝:特效超預期,買票靠搶 曝張蘭被封年損失近4億,麻六記絕地自救太壯觀,員工曬張蘭近況

©2024 時時頭條 版權所有

隱私政策 | 服務條款 | 聯繫我們