太空没有氧气,为何太阳还能燃烧50亿年?难道这只是假象吗?
根据放射性测年法,科学家们揣度宇宙已经存在了137亿年,而太阳构成于大约45.7亿年前。良多人很迷惘,太空没有氧气,为什么太阳能燃烧那么久?此外,科学家们揣度,太阳在消耗了如斯浩荡的能量后,还将陆续燃烧50亿年。它将若何做到那一点?
起首,人们之所以可以揣度出太阳“燃烧”的时间,次要是根据核物理和量能方程的研究,计算得出:一秒内可释放出约400万吨氢能。将那个数值与太阳的总量量停止比力,我们最末得到的谜底是太阳还能燃烧五十亿年。其次,太阳的灼烧与人们传统印象中的灼烧其实不不异,我们所看到的其实是的幻觉。
燃烧
在科学定义上,燃烧是一种放出光和热的化学反响,而的反响过程十分复杂。假设我们用宏看和微看的体例来描述,那么我们看到的是物体发出光和热,但现实上是物体内部的自在基发作连锁反响。换句话说,闪现给我们的是一种“现象”,心里的反响才是素质。
从那一点我们能够晓得,人们之所以将太阳的“燃烧”与大地的燃烧相提并论,次要是被最末现象所误导,而漠视了素质。要实正领会两者之间的区别,我们必需比力化学反响。
在地球上燃烧,最根本的三个要求是可燃物、氧气和燃点。当可燃物到达燃点时,与氧气发作快速放热氧化反响,最末构成燃烧现象。那么燃烧内部有哪些改变呢?
现实上,物体在燃烧过程中,火焰内部的层流分子和湍流微团不竭转移,最末招致能量性量发作改变。以地球上的煤炭、石油、天然气等化石燃料为例。事实上,通过燃烧,使化石燃料发作内部反响,最末为人类供给充沛的光和热。
不只如斯,我们在地球上看到的燃烧现象其实也分为良多种。差别的可燃物、差别的燃烧体例,最末会闪现出差别的火焰形态。举个简单的例子,气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧,无论是的化学反响过程,仍是
的最末燃烧效果,都是现实上,与是纷歧样的。
在浩瀚的燃烧形式中,一般以火焰的形式来区分,次要分为预混火焰、层流火焰、湍流火焰和扩散火焰。我们经常看到或觉得到差别的燃烧能量强度,其实次要是因为火焰的形态差别。
当然,物体燃烧的水平也是一个重要的因素。良多物体燃烧不敷够,或者燃烧得很牵强,我们所能获得的的能量强度天然会大大降低。人类最早利用燃烧反响,次要是为了通过燃烧产生火焰。在现代生活中,当我们再看燃烧反响时,次要的研究目标就酿成了若何让它燃烧得更足够,从而为人类供给更多的能量。
以一箱汽油为例。假设我们只是把它点燃,汽油释放的能量只能继续几分钟。但假设它感化于汽车内部,借助其他的化学反响,最末也能使汽车行驶数百公里
太阳燃烧的素质
那么太阳的“燃烧”到底是什么呢?事实上,太阳燃烧所表示出的现象固然与地球上的燃烧类似,但其素质却完全差别。科学家们发现,从太阳中心到太阳四分之一半径范畴内,有一个浩荡无比的核反响区,而恰是在那个区域,太阳不竭地停止热核反响,并释放出给外界足够的光和热,那就是为什么招致人类误会的原因。
不只如斯,当初的太阳其实和我们如今看到的太阳完全纷歧样。大约在五十亿年前,太阳又被称为“原始太阳星云”,它的体积和影响力都远大于如今的太阳。
跟着时间的流逝,那些星际尘埃云在引力的感化下会逐步向内收缩,招致太阳的体积越来越小,密度越来越大,核心温度越来越高,太阳就如许降生了存在,并构成了如今的太阳系。
假设燃烧的素质是物体内部的自在基发作改变,在氧气的搀扶帮助下发作氧化反响,那么太阳内部的热核反响就是根本上不需要氧气。良多人都晓得热核反响,但详细的反响过程却不清晰。
其实,太阳内部的热核反响次要是四个氢原子核随时聚变构成一个氦原子核。在那个反响过程中,无论是反响速度仍是反响强度,都远比我们印象中的灼烧要强。
别的,其实还有一个很简单的办法能够验证地球上物体燃烧和太阳燃烧的区别,那就是利用阻燃剂来避免火焰。在我们生活的地球上,大大都物体在燃烧时都能够用水熄灭。究其原因,水自己就是一种极好的阻燃剂。
那么我们假设用足够的水来熄灭太阳,它会熄灭太阳吗?谜底能否。小时候,我们都晓得水的化学式是H2O,所以当水倒进太阳时,此中的氢原子和氧原子就会从阻燃剂酿成助燃剂。不单不会让太阳熄灭,反而会让太阳的“火”越来越猛。
良多人可能会认为,地球上还有良多特殊物量在燃烧,用水是无法扑灭的。太阳的灼伤很可能类似于那些无法用水熄灭的灼伤。但现实上,地球上无法用水熄灭的燃烧,次要分为以下两个方面:
,一方面,在熄灭过程中,水起到了另一个感化;另一方面,水的体积因为汽化突然膨胀千倍以上,极有可能发作爆炸。但不论是什么原因,都与热核反响无关。
太阳的生命力
领会了太阳燃烧的素质后,我们就能够进一步摸索太阳的生命力。我们都晓得,通过放射性测年,太阳已经存在了将近五十亿年,而根据能量守恒定律,当一个物体释放能量时,其本身的能量一定会因而削减。那么在将近五十亿年的时间跨度里,太阳缺失了几能量呢?
根据科学家们的估量,太阳的能量是由核心的热核反响区供给的。在那个反响区,太阳每秒将失往大约400万吨的量量。在常人看来,每秒400万吨的缺失速度,其实是不可思议。但是关于太阳如许一个浩荡的天体来说,那个在近五十亿年的时间里缺失的能量只要零点几,对太阳影响不大。
事实上,当太阳内核的热核聚变释放能量时,它现实上会“停留”在太阳内部。因为太阳的体积太大,所以那些的高能光子在释放的时候要穿过层层障碍才气抵达太阳的外表。
在那个过程中,浓浓的等离子汤成为了障碍高能光子传输的首恶祸首,使得高能光子无法有效停止“光子解耦”函数,最末用了5000万年抵达太阳外表。之后,又颠末了八分钟的太空之旅,我们人类末于感触感染到了光与热。
别的,科学家们还揣测,太阳会在大约50亿至60亿年后,将内部的氢元素全数消耗掉,届时热核聚变产生的压力不敷以支持天体时构造化后,太阳将向内坍缩,,并逐步从红超巨星酿成白矮星。其实那一点就足以证明,太阳与所谓的燃烧无关。
你要晓得,任何物体的燃烧曲线,从头至尾,城市闪现一个峰的形式。燃烧后半段,不会再呈现类似“回光”等现象。可是,太阳就纷歧样了。当太阳进进红超巨星期间,在太阳风的感化下,纵然的量量会下降约30%,但的亮度和温度会继续增加,那与传统的燃烧过程完全差别。
外星人认知
在良多科幻片子中,我们都能看到宇宙飞船在太空爆炸燃烧的现象,但其实如许的现象不外是想象罢了。在没有氧气的情状下,飞船爆炸或燃烧的可能性很小。即便燃烧实的是飞船内部氧气泄露引起的,其的燃烧效率也会很低。
那么就像太阳内部的热核反响一样,假设我们把原枪弹送到太空往引爆,它会燃烧吗?谜底能否定的。早在60年代初期,美国人就停止了高空核爆试验♂。
但是,颠末看察发现,此次核爆只是霎时爆炸的过程,并没有燃烧的现象。不只如斯,在它猛烈爆炸的那一刻,好像一颗新的“太阳”呈现在天空中,让所有人都为之震动。
其实,太阳的“燃烧”不断是一种外表现象,跟氧气底子没有关系。前人在研究太阳等地外天体时,老是喜好用地球上的常识停止推演,那次要是受时代认知的造约。但假设在现代社会陆续稠浊两者,不免会遭到讪笑。
不只如斯,在研究太阳“燃烧”或其他相关现象时,我们更应该主动从另一个角度往根究此类问题。人类曾经用典范物理学来研究天体的运动,但最初发现那种办法是完全错误的。由此可见,用燃烧的思维来研究太阳的热核反响也是错误的。
结论
关于太阳的外表改变和内部构造,人类只是触及了外表。关于地外天体的摸索,我们每小我都应该怀着敬畏的心绪,制止用传统的认知往定义全新的事物。当然,我们也没必要太傲慢。科学开展的素质是不竭的想象、推导和验证,最末找到实正的客看实理,只要发现错误能及时纠正即可。
50亿年后,太阳会逐步酿成一颗红超巨星,而很可能会将地球吞进太阳的内部。但事实上,科学家们通过研究发现,大约在十亿年后,太阳会逐步扑灭地球上的所有生命。良多人可能觉得十亿年太长了,我们的科技已经开展到不成估量的地步了。但我们需要晓得的是,我们面对的困难与科技的开展是绝对成反比的,所以在阿谁时候,一切都是未知数。
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