燃烧需要氧气,为什么太阳没有氧气也会持续燃烧呢?
太阳就是一颗超大号“氢弹”,稍不注意就会爆炸,万幸的是有一股“神秘”的力量压制住它的爆炸,否则整个太阳系都化为灰烬。
太阳是距离我们最近的一颗恒星,从地球诞生的那天起,它就给我们提供着光与热,如果某一天太阳突然熄灭,地球的生态系统会在短时间内崩溃,成为一个毫无生命的“死亡星球”。
值得庆幸的是,太阳从诞生之初到现在已经稳定燃烧了46亿年,在未来还会继续燃烧50亿年。
那么问题来了,燃烧需要氧气,为什么太阳没有氧气也会持续燃烧这么久呢?
首先,我们先了解下太阳是如何形成的在太阳系诞生之初,一大片气体星云弥漫在这片宇宙空间中,这片星云是一个无比巨大、类似球形的云团,质量是现在太阳的数十倍,星云的主要成分是氦气、氦气,以及尘埃颗粒等物质。
直到46亿年前,这片巨大的气体星云受到了某种扰动,在星云中心的位置出现了一片高密度区域,中心的高密度区域开始出现了引力。
随着引力的作用,星云开始收缩向中心坍塌。
星云在坍塌的同时,开始不断的旋转,逐渐形成了一个圆形吸积盘。
在中心的位置,坍塌的物质越来越多,在不断的积压下,核心区域的密度越来越大,温度越来越高,最终变成了一个高密度的球体,我们姑且称它为“原始太阳”。
“原始太阳”继续吸收着宇宙中的星云物质,中心内部的压力和温度不断升高,达到了一个不可思议的地步,终于有一天,“原始太阳”被点燃,变成了我们现在看到的太阳,开始在太阳系中散发光芒。
燃烧需要氧气,为什么太阳没有氧气也能持续燃烧呢我们在上学的时候就学过,物质燃烧的三要素包括:可燃物、火源、助燃物。
在咱们日常生活中,烧木头、烧油、烧天然气都离不开氧气做助燃剂。
但是在太空环境下,想要点火烧东西是不可能的事。
太阳之所以没有氧气也能够燃烧,是因为它依靠内部的核聚变才实现的发光发热。
太阳是太阳系中唯一的恒星,它的质量达到了1.9891x10^30kg,占整个太阳系的99.86%,是我们地球质量的33万倍。
要知道,质量越大的天体,引力越大,中心区域的压强就越大。
像太阳这样的巨大的天体,中心的压强是2.334*10^16 Pa ,是地心压强的8万多倍,在这样的压力下,太阳中心区域的温度高达1500万度。
在这样的高温高压环境下,太阳内部呈现等离子态,外层电子被剥离成为自由电子,原子核就被光秃秃的暴露出来,在巨大压力下靠在一起发生融合,形成一个氢原子核。
太阳中心的核聚变,实际就是原子核发生融合。
简单来说,就是4个氢原子核融合之后,生成1个氦原子核。
在这个聚变的过程中,会有0.72%质量转换成能量释放出来,这些释放的能量才让太阳长久的发光发热,看起来像是“燃烧”一样。
根据科学家测算,太阳每秒参与核聚变的氢是6亿吨,损失的质量就是432万吨,根据爱因斯坦质能方程E=MC^2,可以算出太阳每秒释放的能量达到了3.78x10^26J。
这些巨大的能量每时每刻从太阳中心向宇宙散发,但只有约22亿分之一的能量,以辐射形式来到地球,成为地球上光和热的主要来源。
太阳和氢弹都是通过核聚变释放能量,为什么太阳没有像氢弹那样爆炸?
从某种意义上来说,太阳就是一颗超大号的“氢弹”,一旦发生爆炸,估计整个太阳系都没了。
万幸的是,太阳内部的核聚变一直在可控范围内,否则人类真的就“见不到明天的太阳”。
前文说过,质量越大的天体,外部受到的引力越大。
太阳内部的核聚变释放巨大的能量,与向内受到的引力形成了一个巧妙的平衡,只有少部分能量释放出来。
简单来说,万有引力导致太阳巨大质量不断向核心收缩,这就客观上形成了一个厚重的外壳,正是有了这层外壳的保护,才让太阳不会像氢弹那样瞬间爆炸。
说在最后太阳之所以没有氧气也能够“燃烧”,是因为它内部进行的核聚变释放出巨大的能量,这些能量产生的光和热,让我们看起来像是燃烧一样。
未来的太阳,在燃烧50亿年后,逐渐耗尽它的氢储备,只剩下氦原子核,然后向内核收缩,那时它的温度可高达1亿多度,导致氦原子核也发生核聚变反应。
太阳会极度膨胀,并将靠近它的水星、金星、地球吞噬掉,太阳也会变成一颗红巨星。
随着时间的推移,太阳会越来越快地耗尽它的全部燃料,直到无法继续进行核聚变,随后坍缩成一颗暗淡的白矮星。
当然,人类是不可能看到这一幕的,那是几十亿年以后发生的事。
那时的人类,早已离开了太阳系,实现了星际移民。