太空:太阳表面接近6000度,地球都晒热了,为何太空却接近绝对零度?
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太阳是太阳系绝对的主宰 , 它的质量占据太阳系总质量99.86%以上 。 太阳的核聚变反应使得太阳的温度极高 , 太阳的表面温度高达6000度 , 内核温度高达1500万度 。
地球能量的主要来源就是太阳辐射 , 这就是依靠太阳的核聚变反应所产生的 。 可问题来了 , 为什么地球可以被太阳晒热了 , 可为什么太空的温度却接近绝对零度?
太阳核聚变要知道质量越大 , 引力就越大 。 由于太阳的质量十分巨大 , 因此 , 太阳的引力巨大 , 这就导致太阳内核被挤压得很严重 , 温度飙升 。
太阳的内核物质在高温的状态下 , 呈现出了等离子态 , 这是有别于我们日常见到的三态 。 等离子态的特点在于没有完整的原子结构 , 这是因为电子获得足够大的能量 , 摆脱了原子核的束缚 。 因此 , 太阳内核是原子核、电子、光子等粒子混合的状态 。
要知道构成太阳的主要物质是氢元素和氦原子核 , 因此 , 太阳内核的原子核主要是氢原子核和氦原子核 。 照理说 , 氢原子核是带正电的 , 同宗电荷相排斥 。 因此 , 氢原子核之间存在着静电斥力 , 不容易发生核聚变反应 。
如果要强行让氢原子核发生反应 , 就需要输入足够大的能量 。 但是太阳的内核温度不足以提供足够的能量 。 具体来说就是:太阳内核的温度只有1500万度 , 而氢原子核的核聚变反应的最低门槛达到了1亿度 。 因此 , 从宏观的角度来看 , 太阳内核是不应该发生氢原子核的核聚变反应 。 不过 , 在微观世界中存在着一个效应 , 它叫做:量子隧穿效应 。
所谓量子隧穿效应是说 , 原本需要输入能量才能促发的反应 , 在微观世界中也有一定的概率会发生 , 只不过概率极其低 。 就像上文说到的 , 太阳是太阳系的主宰 , 内部的粒子数量极其巨大 。 因此 , 再小的概率 , 也可能发生 。
因此 , 在弱力的配合下 , 太阳内核可以发生核聚变反应 , 只不过反应的速率会相对缓慢 , 并且持续很久 , 而不是像同样是氢原子核反应的氢弹那样 , 一下子全炸的 。
太阳核聚变反应的过程中 , 4个氢原子核经过三个阶段的反应 , 在弱力的作用下 , 最终生成一个氦-4原子核 , 并伴随着3个光子和2个中微子的产生 。
由于太阳内核呈现等离子态 , 而光子是参与到电磁相互作用当中的 。 因此 , 光子并不能够直接从太阳内核冲到太阳表面 , 而是会跌跌撞撞地向外挤 。 据科学家统计 , 光子从太阳内核到太阳表面平均需要14万年的时间 。
到达太阳表面后 , 光子就会奔向星辰大海里 , 其中只有极其少的一部分会冲向地球 。 这部分光子就是地球的主要能量来源 。 如果我们把太阳辐射这件事情用钱来作比喻 , 那就相当于太阳每秒向太空抛出70万亿 , 而辐射到地球上还不到3万 。 即便是如此 , 地球朝向太阳的一面也会因为太阳的辐射而温度升高 。 也就是说 , 这部分太阳辐射有相当一部分转化为了热 , 提升了地球的温度 。
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