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科学探索

太阳只是单纯的核聚变吗

科学探索万象经验2023-05-08

因此,这种燃烧不可能是太阳亮度的机制,因为按照这个速度,它早就烧完了。陨石是太阳最初形成的残余物,我们从陨石的放射性测年得知,太阳的年龄至少有45亿年。那么是什么让太阳在如此高的能量下发光这么长时间呢?这种能量从哪里来?

能量来源

那么质子如何接近到足以发生这种情况呢?在像太阳这样的恒星中,有几个因素可以让这种合并发生。首先,大约1500万摄氏度的极端高温将原子分解成它们的组成部分;其次,巨大的压力迫使这些组件彼此靠近。但要让聚变发生下去,太阳还有另外一个重要的技巧,这个技巧被称为量子隧穿。


摘自: www.ws46.com

根据科学家的力量计算,如果单靠它的温度和压力,那么太阳核聚变的效率是非常低的,只有少数的质子才有足够的能量越过势垒。但是,有了量子隧穿效应,它可以直接穿过库仑势垒,就好像它不存在一样。量子隧穿显着提高了太阳聚变的可持续性。

聚变过程

此时,您可能会问,能量从何而来?这就是爱因斯坦质能方程出现的地方,质量变成能量。如果我们看一下4个氢原子的原子量,我们会注意到它等于 4.032,而氦原子的原子量为 4.0026。也就是说,四个氢原子的质量比一个氦原子略大:差异约为0.0294或约0.7%。而这个微小的差异几乎是你看到的来自太阳的所有能量的原因,这是我们在大多数教程中听到的解释范围。

那么,剩下的质量来自哪里?它来自宇宙的基本力之一——强力。这种力不仅使夸克保持在核子之中,它还使多个核子之间紧密相连。当你想把氦-4中的核子分离开来,你需要投入能量来克服强力。与之相反,核子聚在一起则释放能量。

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