知識點:支持太陽這個“大火球”燃燒的氫元素。只是太陽所使用的燃燒方式與我們平常與氧氣反應生成水的這種化學燃燒不同,太陽使用的是氫聚變產生的能量。氫“燃燒”的總效果是4個氫原子核合成一個氦原子核,在反應中,1個氦原子核比4個氫原子核要輕一些(約0.7%)。由愛因斯坦的質能方程——E=mc2,這一點很小的質量變化,轉化為巨大的能量,釋放出來。有十分之一的太陽質量的氫原子參與核反應,就能釋放1.28×1044J能量,可以提供給太陽100億年的壽命。

太陽是目前地球天空中最亮的天體,也是地球上幾乎所有能量的來源。在太陽系中,太陽是最大的天體,其質量占太陽系總質量的99.865 %。其半徑是地球的109倍,體積是地球的130萬倍,其質量是地球質量的33萬多倍。
日常經驗告訴我們,熱的東西會發光。太陽表面溫度約6000度。因此每秒鐘向外輻射3.845×1026焦耳的能量,這些能量可以將9.2×1017噸水從0°燒開。
但是如果太陽是個燃燒的大煤球,那么他至多只能燃燒4757年,太陽就將燃燒殆盡。這個時間對于人類文明都顯得太短了。但是太陽已經發光發熱了幾十億年,那么太陽是靠什么來發光發熱的呢?支持太陽這個“大火球”燃燒的,并不是什么“神秘物質”,而是非常常見的元素——氫。只是太陽所使用的燃燒方式與我們平常與氧氣反應生成水的這種化學燃燒不同,太陽使用的是氫聚變產生的能量。
在太陽中心區的高溫條件下,發生氫聚合成氦的熱核反應,這個反應類似于威力強大的氫彈爆炸。不過在太陽巨大的引力控制下,這種熱核反應并不會把太陽炸飛。氫“燃燒”的總效果是4個氫原子核合成一個氦原子核,在反應中,1個氦原子核比4個氫原子核要輕一些(約0.7%)。由愛因斯坦的質能方程——E=mc2,這一點很小的質量變化,轉化為巨大的能量,釋放出來。有十分之一的太陽質量的氫原子參與核反應,就能釋放1.28×1044J能量,可以提供給太陽100億年的壽命。
當然太陽不可能只有一個核反應的內核,盡管太陽有著富足的能量。但是沒有一個“管家”來“有計劃”的釋放能量,這些能量也會迅速的消耗殆盡的。太陽的核反應區體積只占太陽內部的1/64,卻占了一半的太陽質量。巨大的內核雖然溫度高達1500萬℃,但是還沒有達到氫核發生聚變的溫度。但是在這樣的高溫高壓下,質子可以經由波函數的隧道,穿過排斥障礙而在比傳統預測為低的溫度下進行融合反應。但是由于這個反應十分的緩慢,所以太陽才不會像氫彈一樣瞬間炸毀。
在太陽核反應區之外,四分之一到五分之四太陽半徑的范圍稱為輻射區。在這個區域,密度和溫度都很快的向外減少。核反應區產生的能量經此區以輻射轉移方式向外傳輸,將核反應區放出的高能射線逐步降低能量。直到太陽表面將核反應的能量釋放出來,由于太陽體積巨大,這個傳遞通常需要上千萬年的時間。
作者:高博