壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎


壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎
文章图片

壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎
文章图片

壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎
文章图片

壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎
文章图片

壁虎 一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎

众所周知 , 太阳上每时每刻都在进行着剧烈的核聚变 。 根据相关计算 , 每秒消耗的“燃料”可达400万吨 。
迄今为止 , 人类制造出的最大核武器当量为5800万吨TNT(沙皇氢弹) , 而太阳每秒释放出的能量约为9212410500400万吨TNT , 相当于每秒有1588346638个沙皇氢弹在太阳中爆炸 。
等等 , 标题说太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎 , 可这里又说太阳每秒释放出的能量相当于1588346638个沙皇氢弹 , 难道这就是标题党?
【壁虎|一个颠覆认知的事实:太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎】
其实还真不是标题党 , 因为太阳的总功率确实非常高 , 但它的平均质量功率却非常低 。
太阳的总质量是1.989×10^30千克 , 功率除以总质量可得0.0002w/kg , 也就是每千克太阳物质每秒释放出的能量为0.0002焦耳 。
在非洲有一种重约3克的壁虎 , 它每天消耗的能量为230焦耳 , 通过计算得到平均质量功率为0.88w/kg , 这个数值是太阳的4400倍 。
怎么样?说太阳每秒释放出的能量还不如一只壁虎没有问题吧?而这个事实是不是很颠覆认知呢?
可能很多人还有疑惑 , 为什么氢弹爆炸一瞬间就没了 , 而太阳却能够一直“燃烧”百万年时间呢?
根本原因主要有两个 , 一个是“燃料”实在太难啃了 , 而一个原因则是太阳个头小导致温度低消化慢 。
什么?太阳的温度还低?没错 , 因为人类曾在引爆沙皇氢弹时创造出了3.5亿℃的高温 , 这是太阳核心温度的20倍以上 。
在最早研究太阳的物理学家们看来 , 太阳能够开始聚变真的很不合常理 。 虽然核心压力达到了聚变标准 , 但温度实在一言难尽 , 根本没有办法让两个氢原子挤在一起 , 从而开启聚变反应 。
这个谜直到量子力学的出现才得到解答 。 原来质子有极小的概率出现在不该出现的地方 , 这让两个原本不可能相遇的质子相遇了 , 从而开启了聚变反应 , 而这种质子越位的现象被称为“量子隧穿效应” 。
为什么氢弹爆炸会出现3.5亿℃的恐怖高温呢?这一切其实都是人类故意选择的结果 , 因为氢弹中的氢是氢的同位素——氘和氚 。
在自然界中 , 99.985%的氢只有一个质子和一个电子 , 这种氢还有另一个名称——氕(piē) 。 而氘(dāo)和氚(chuān)则是分别带一个中子和两个中子的氢原子 。
氢元素聚变产物是在元素周期表排第二的氦元素 。 氦的原子核有八种不同结构 , 但其中只有两个结构是稳定的 , 分别是具有2个中子和2个质子的氦-4 , 和1个中子2个质子的氦-3 。
到这里可能有人已经发现了一个问题 , 如果氕发生聚变 , 它要从哪里弄来中子呢?确实可以让质子变成中子 , 但质子的质量小于中子 , 因此质子必须吸收能量才可以变成中子 , 这要求两个碰撞的氢核必须拥有很高的速度 。
温度是粒子动能的平均值 , 这意味着即便在1500万℃的“低温”环境中 , 也可能有3亿℃平均动能的粒子 , 这些粒子碰到一起时会产生氘核 。
所以 , 从理论上看太阳这样的核聚变发生概率极低 , 具体表现为反应速率很慢 , 因此太阳能够“燃烧”上百万年的时间 。
氢弹之所以能够瞬间就释放出全部的能量 , 是因为制造氢弹使用的氘和氚自带中子 , 不需要像太阳那样一点点聚集能量 , 所以它们的聚变反应非常迅速 。

    推荐阅读