太阳究竟使用什么当燃料,为什么燃烧了46亿年还没烧完?

随着天文望远镜的发明,人类第一次真正看到了宇宙,对于太阳也有了更加深入的了解,知道太阳是一颗恒星,地球围绕着太阳公转等。

而且对于地球来说,太阳还是一个不可或缺的存在,是地球能量的来源。

根据科学家推测,太阳自诞生起,到现在已经持续向外释放光和热46亿年,但是太阳为什么不像蜡烛那样会熄灭呢?

它怎么会有这么多的燃料?它什么时候会耗尽燃料呢?

事实上,这些都是假象。

我们传统的认知里,燃烧必须得符合两个条件,氧气和可燃物,两者缺一不可,而是在太空是没有氧气的,但太阳却已经在太空当中燃烧了几十亿年,这明显就不对啊!

其实准确来说,太阳并不是在燃烧,而是在进行核聚变,我们日常中理解的燃烧是一种化学变化,但核聚变是一种物理变化,两者是完全是不同的。

太阳不是在燃烧,所以不会熄灭。

核聚变是宇宙当中普遍存在的一种物理变化,是指较轻原子核互相结合,形成一个重原子核的过程,氢弹就是利用的这个原理。

众所周知,太阳质量的73%都是氢,剩下的基本上都是氦元素和一些其他重元素,而且在太阳内部核心区域的温度以及压力都很高,温度可能达到了一千五百万度,受到的压力相当于2500亿个标准大气压,正是在这样的高温、高压的条件下,太阳才可以发生核聚变反应。

简单来讲,太阳内部的核聚变反应就是把4个氢原子聚变成为1个氦原子并释放出能量的一个过程。根据爱因斯坦的质能方程式 E=mc^2,可以得到核聚变反应产生的能量是普通化学反应释放的能量的2000万倍。

换句话来说的话,1千克氢原子核聚变成为氦原子释放的能量,相当于燃烧4000吨石油或6000吨煤炭释放的能量,很显然,核聚变反应是可以释放巨大能量,而我们的太阳也就是利用这种物理反应产生的光和热。

根据计算,太阳核心区域每秒会有6亿吨的氢元素发生核聚变反应,其中会有400万吨的氢元素完全转化为能量释放,这个数据在我们看来实在是非常巨大的。

不过对于太阳来说,实在是太过于微不足道,太阳的质量是大约地球的33万倍,体积大约是地球的130万倍,即使太阳已经燃烧了46亿年,但太阳消耗的总质量才只有0.03%。

太阳的最终结局是什么?

根据科学家对宇宙中天体的观察,认为恒星最终的结局有三种,而决定恒星生命结局的就是其质量,比如说体积小的恒星最后会变成白矮星,顾名思义,白矮星就是发出白光、体积较小的天体,目前银河系中观察到的白矮星大约有488颗。

而一些较大的恒星最终会变成中子星,中子星的密度是非常大的,在宇宙中仅次于黑洞;最后超大质量的恒星最终会演化成迄今为止宇宙中最神秘的天体——黑洞。

由于太阳体积和质量相对来说较小,所以它最终可能会变成一颗白矮星。太阳目前是处于恒星演化过程中的主序星阶段。

其实恒星一生中的大部分时间都是处于主序星阶段,然后经过不断地变大膨胀,成为红巨星,由于恒星内部的核聚变反应,中心部位变为氦核。

最终,氢原子的聚变反应将向外层移动,这时恒星的重力和辐射能之间需要一个平衡,但核聚变在恒星外层发生的话,辐射能会逐渐强于重力,然后太阳将不断膨胀,表面温度不断下降,逐渐变得更亮,直至变成一颗白矮星,走到了生命的尽头……

说到这里,可能有人就要担心,当太阳走到生命尽头的时候,那人类该怎么办?其实这种担心完全是没有必要的,因为太阳还得再过50亿年左右的时间才会走向灭亡,所以留给人类发展的时间非常充足,未来科技发展的可能性是无限大的。