太阳为什么会发光 太阳为什么会产生光和热

太阳会发光的原因是什么天文学家曾经设想过种种可能的来源 。一个简单的想法是,太阳是一个正在燃烧的大煤球 。
但是仔细计算一下,像太阳那么大(比地球大130万倍的煤球,要一直燃烧下来,也只能够烧3000多年 。因为我们人类的历史有几十万年,有文字记载的文明历史也有5000多年了 。
太阳的“年龄”不可能比人类历史短 。更何况,要是煤球,越烧越小,太阳光会很快变得越来越暗弱了 。但实际上,经过近百年来的实测,太阳光度并没有什么变化 。所以,煤球燃烧的想法,肯定是不对的 。

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20世纪以来,随着原子物理学的发展,人们才解决了太阳能源问题 。著名科学家爱因斯坦发现了物体质量与能量的关系 。只要有一点点质量转化为能量,其数值就十分巨大 。例如1克物质相对应的能量,这相当于1万吨煤全部燃烧所放出的热量 。
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对于原子能的研究,使人们想到,太阳的能源可能就是原子能 。观测、实验证实了这种想法 。
原来,太阳主要由氢组成,在太阳内部高温高压的条件下,氢原子会发生“热核反应”,由4个氢原子核合成为1个氦原子核 。在这个反应中,有一部分质量转化为能量,放出大量的热量 。
太阳内部的热核反应,类似于地面上的氢弹爆炸 。正因为在太阳核心区不断地发生无数的“氢弹爆炸”过程,所以源源不断地供应了
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太阳辐射出的光和热 。
以目前已知最快速度光速来计算,光绕太阳赤道一周仅需时14.5秒 。而环绕这颗恒星的赤道一周需要时间25000秒以上,足以容纳45亿个太阳 。
盾牌座 UY 会以一个很快的速度将大量物质喷发进太空,并于其周围形成云气 。这颗恒星几乎完全被这些尘埃和气体所遮蔽 。因为这些尘埃和气体的透明度并不高,妨碍测量,加上现代科技的限制,天文学家们至今仍未能确认其具体大小 。
宇宙是所有时间、空间、物质的总合,是我们这个世界上的整体,也是物理学家和天文学家的最大研究对象,我们究竞在宇宙中的渺小到什么样的程度呢?一直以来很难说清楚 。不过如果对比一下目前已知的星球,或许能有些概念 。
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盾牌座 UY,是一颗位于盾牌座的红色超巨星 。这颗恒星是人生已知体积最大的恒星,超越过往被认为体积最大恒星的大犬座 VY。
盾牌座 UY 是一颗红超巨星,尽管体积非常大,但其质量仅仅约为太阳质量的32倍 。即约为地球质量的1000倍 。这颗恒星不仅体积巨大,而且亮度也非常高 。其亮度为太阳的34万倍,是光亮度最高的恒星之一 。
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太阳的演化过程太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成的 。太阳形成的时间以两种方法测量:太阳目前在主序带上的年龄,使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认,大约就是45.7亿年 。
这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合 。太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期,在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦 。每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量,产生中微子和太阳辐射 。
以这个速率,到目前为止,太阳大约转化了100个地球质量的初质成为能量,太阳在王序带上耗费的时间总共大约为100亿年 。
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太阳没有足够的质量爆发成为超星,在约50亿年后它将进入红巨星的阶段,氮核心为抵抗引力而收缩,同时变热紧挨核心的氢包层因温度上升而加速聚变,结果产生的热量持续增加,传导到外层,使其向外膨胀 。
当核心的温度达到1亿 K 时,氮聚变将开始进行并燃烧生成碳 。由于此时的氦核心已经相当于一个小型“白矮星”(电子简并态,热失控的氦聚变将导致氦闪,释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀,解除了电子简并态,然后核心剩余的氦进行稳定的聚变 。
从外部看,太阳将如新星般突然增亮5~10个星等(相比于此前的“红巨星”阶段),接着体积大幅度缩小,变得比原先的红巨星暗淡得多(但仍将比现在的太阳亮),直到核心的碳逐步累积,再次进入核心收缩、外层膨胀阶段 。这就是渐近巨星分支阶段 。