【地球都晒热了,为何太空却接近绝对零度? 太阳的表面温度】太阳的表面温度(地球都晒热了,为何太空却接近绝对零度?)
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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