钟铭聊科学同样是核聚变,为什么太阳能够燃烧数百亿年,而氢弹一下就炸了?( 二 )


钟铭聊科学同样是核聚变,为什么太阳能够燃烧数百亿年,而氢弹一下就炸了?
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引力与核聚变产生的对外压力
当太阳核聚变反应启动时 , 这时候会向外释放能量 , 核聚变会产生对外的压力 , 同时太阳引力巨大 , 因此 , 核聚变反应产生的对外压力恰恰是和太阳的引力形成动态的平衡 。
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当对外压力占据主导时 , 太阳内核的温度就会降低 , 核反应就会变得没有那么剧烈 , 对外压力也就会降低 , 重新回到平衡态;
当引力占据主导时 , 由于引力的挤压 , 太阳内核的温度会升高 , 核反应就会变得剧烈 , 这时候对外压力就会升高 , 以此来对抗引力 , 重新回到平衡态 。
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因此 , 引力可以使得太阳的核反应慢慢地进行下去 , 而不是越来越快 。 这也是为什么太阳仅仅依靠氢核聚变反应就可以持续燃烧百亿年的原因 。
不过 , 要知道太阳的核聚变反应其实在燃烧自己 , 在反应过程中 , 有一部分质量会以能量的形式释放出来 , 也就是说 , 随着太阳的核聚变反应的进行 , 太阳的质量是在逐渐减少的 , 这就使得太阳自身的引力也在减弱 。 引力的减弱会使得太阳控制核聚变反应的能力减弱 , 核聚变反应就会变得更加剧烈一下 , 太阳的辐射强度也就会升高 , 事实上 , 每隔10亿年 , 太阳的辐射强度都会上升到一个台阶 , 地球在20亿年后将会由于太阳辐射强度的提升而被移出宜居带 。
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当太阳的氢核聚变进行了100亿年后 , 太阳内核的氢也就会燃烧得差不多 , 这时候太阳内核在引力的作用下会向中心聚拢 , 这个过程会实现一次换挡 , 从原来燃烧氢 , 转变为燃烧氦 , 同样的也是引力和氦原子核反应产生的对外压力平衡 。
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太阳的氦核聚变也可以进行10-20亿年 , 再之后氦也会被烧完 , 这时候还会进行一次向内的挤压 , 但是这次引力不足以引发碳原子核和氧原子核的核聚变反应 , 于是 , 太阳的核反应就会逐渐停止 , 最后等着逐渐凉透 , 称为一颗白矮星 。
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所以 , 我们会发现 , 引力对于太阳能走多远起到了关键的作用 , 而引力又和质量有关 , 因此 , 天文学中有一句黑话:质量为王 。 在众多恒星中 , 质量越大 , 意味着能够进行的核反应种类就越多 , 甚至一些特大质量的恒星还会引发超新星爆炸 , 从而形成中子星或者黑洞 。 因此 , 质量也决定了恒星的命运 。
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