太阳为什么可以一直燃烧?

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摘要

火是由于氧气参与的化学反应而燃烧。这种反应会释放大量储存的化学能,使得燃料和周围的气体都非常热。我们从火焰中看到的光实际上是火焰区域内物质非常热的附带结果。任何使物质变得非常热的过程都会通过相同的机制产生光。例如,白炽灯泡的工作原理就是利用电能加热细电线,直到其足够热而发光。


问题内容

太阳为什么可以一直燃烧? 当我们说太阳燃烧的时候,我们并不是指它就和燃烧的火一样。

火是由于氧气参与的化学反应而燃烧。这种反应会释放大量储存的化学能,使得燃料和周围的气体都非常热。我们从火焰中看到的光实际上是火焰区域内物质非常热的附带结果。任何使物质变得非常热的过程都会通过相同的机制产生光。例如,白炽灯泡的工作原理就是利用电能加热细电线,直到其足够热而发光。

但不同的是,太阳是因为核反应而燃烧,并不是化学反应!

网友回答

当我们说太阳燃烧的时候,我们并不是指它就和燃烧的火一样。

火是由于氧气参与的化学反应而燃烧。这种反应会释放大量储存的化学能,使得燃料和周围的气体都非常热。我们从火焰中看到的光实际上是火焰区域内物质非常热的附带结果。任何使物质变得非常热的过程都会通过相同的机制产生光。例如,白炽灯泡的工作原理就是利用电能加热细电线,直到其足够热而发光。

但不同的是,太阳是因为核反应而燃烧,并不是化学反应!

太阳为什么可以一直燃烧?

具体而言,太阳中的物质正在经历核聚变,两个核相互碰撞并结合在一起。这种核反应会释放大量储存的核能(略类似于火灾中化学反应释放储存的化学能),这使得太阳内部的物质非常热。因此,太阳产生光的原因与火和灯泡相同:热物质发光。这就是所谓的黑体辐射。

为太阳提供“燃料”的主要核反应是两个氢原子碰撞形成氦原子核。此反应不需要其他元素参与。所需要做的就是向氢原子核施加非常大的的能量,以便它们可以克服带正电的原子核之间的排斥力(如电荷排斥),并且要足够接近。对于太阳,这种能量就来自太阳自身重力产生的巨大压力。

这种平衡太阳重力与内部核聚变产生的爆炸力量的过程伴随着太阳一生,且需要恒定的氢气参与融合。只要有足够的氢气可以核聚变,所有这一切就能正常进行。一个恒星核聚变氢气的状态被称为主序列星。太阳已经维持了大约46亿年的主序列星,预计还能再维持40亿年。但不可避免的是,氢气终将耗尽,氢气的融合再也不能抵抗重力。当发生这种情况时,恒星会经历许多有趣的阶段(详见各类恒星演化史百科)。

太阳为什么可以一直燃烧?

但可以肯定地说,太阳最终将进入红巨星阶段。那时太阳将膨胀到足以吞下地球轨道内的一切存在,包括水星和金星。而红巨星将继续靠着融合氦气,碳或其他更重的元素维持着生命。当这个过程都结束后,这颗恒星将以变为一颗致密天体而结束生命。太阳最终会像行星状星云一样喷射脱落掉其外层(能扩展到地球轨道),变成一颗白矮星。

而比太阳重很多的恒星,将最终产生剧烈而暴力的超新星爆炸,成为中子星或黑洞。

太阳为什么可以一直燃烧?

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