自太阳诞生以来,一直在发光发热,持续了长达46亿年的时间。

在相当长的时间里,人们一度认为太阳真的就是巨大的火球。不过按照科学界的计算,如果太阳真的是火在燃烧,几千年就燃烧完了。

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后来随着科学家的研究深入到原子内部,终于明白了太阳发光发热的原理:核聚变。

太阳,就相当于一个超级大的氢弹,核心区域一直发生着核聚变。虽然太阳核心温度高达1500万度,但这样的高温其实并不足以引发核聚变,这多亏了量子隧穿效应,微观粒子有一定几率突破能量限制完成核聚变,虽然概率很低,但考虑到太阳核心微观粒子数量太庞大了,最终完成核聚变的粒子总数量也是很多的。

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而这种核聚变的方式就温和很多,否则太阳就真的如同一颗氢弹一样,瞬间就点燃了。

虽然太阳质量巨大,氢燃料很多,但终有一天太阳会因燃料耗尽而停止核聚变。如果太阳核心停止了核聚变,人类多长时间能知道呢?

你可能会回答“8分钟”,原因很简单,因为地球距离太阳大约1.5亿公里,太阳光飞到地球需要大约8分钟时间。

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于是你就会认为,太阳一旦停止了核聚变,8分钟后我们就会感受到黑暗,就再也看不到太阳了。

实际上,答案并非如此简单,太阳核心的核聚变过程,尤其是核聚变产生的辐射传输过程,远没有你想象的那么简单!

首先,一旦太阳停止了核聚变,当然就不会产生新的光子了,于是从核心到太阳表面的能量传输就开始被切断了。但是那些已经产生光子,并不没有停止飞向太阳表面,那些光子需要多长时间才能到达太阳表面呢?

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你可能会回答:差不多2秒多的时间吧。你给出的理由看起来也合情合理,光子的速度是光速,而太阳半径大约69万公里,光速飞行的话也就是2秒多的时间,差不多打个喷嚏的时间。

很抱歉,你又错了!当然并不是你的计算错了。你计算的没错,光速的确是每秒30万公里,太阳半径的确也是69万公里。但是核聚变产生的光子并不是以光速飞向太阳表面的,实际上光子飞行的速度远比每秒30万公里更慢!

为什么会这样?

很多人可能不知道太阳内部是什么形态的物质,并不是我们常见的气态,液态和固态,而是物质的第四种形态:等离子态。说白了就是各种粒子都自由了,处于到处乱飞的状态,就像一锅“粒子汤”那样。

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尤其是在太阳核心,在1500万度高温下,原子核和电子也分开了,自由电子到处乱窜。在高温高压下,太阳核心也非常致密。光子想要穿越到处乱窜的“粒子汤”注定困难重重,会经历无数次的碰撞,甚至来回绕圈子走,最终历经千辛万苦,才能到达太阳表面,顺利的话需要几千年时间,不顺利需要上万年都有可能。

我们都知道光在真空中的速度是每秒30万公里,而在介质中的速度都会下降,比如说在水中的速度只有每秒22.5万公里,只有真空中速度的大约四分之三。之所以慢这么多,就是水这种介质阻拦减缓了光的飞行。

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而太阳内部,尤其是核心区域的物质密度远比水的密度更高,物质更稠密,对光的减缓效果更明显。

不过一旦光子顺利到达太阳表面,飞向地球的道路就畅通无阻了,因为太阳地球之间的路程几乎都是真空,大约8分钟就能飞到地球了。

因此,如果此时此刻太阳停止了核聚变,我们并不会在8分钟后感受到黑暗降临,而是需要几千年甚至更长时间才能感受到。

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不过以上只是理论上分析,实际上即便太阳停止了核聚变,我们也会感受到黑暗,因为太阳停止核聚变后,就意味着走向死亡,而太阳死亡的过程其实是非常复杂的,也是很漫长的过程。

首先太阳会膨胀为红巨星,红巨星走到尽头越来越不稳定,外层物质开始逐渐脱离红巨星,最终太阳彻底沦为一颗白矮星。

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太阳沦为白矮星,其大小只有地球那么大,但密度极高,每立方厘米可达数吨重。白矮星仍旧会发出微弱的光芒,但比太阳光强度低很多。

白矮星并不是太阳的最终归宿,黑矮星才是。不过至今宇宙中都没有出现过黑矮星,因为宇宙138亿年的历史远不能演化出一颗黑矮星。

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可见,太阳真正熄灭的时间其实是非常漫长的,需要演化为黑矮星之后才算真正熄灭。不过,一般我们认为太阳膨胀为红巨星,就意味着走向死亡了。

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这就是太阳的一生。我们每天享受着太阳光的沐浴,享受着太阳带来的温暖,殊不知每一丝阳光都经历了长达上万年的漫长之旅,才从太阳核心穿越到太阳表面,然后8分钟之后来到地球!

完。