网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

为何太阳能在太空中燃烧50亿年?科学家:眼前所见,并非是真的

0
分享至

悉尼一个大晴天,一位科普博主拿着话筒在街头拦住路人,问了一个看起来很简单的问题:太阳为什么会发光?路人的回答五花八门。

有人直接说不知道;有人猜是某种化学反应;有人说是煤气爆炸,或者是汽油、气体在烧;还有人干脆说,太阳上着火了。大家都承认太阳给了人类热量和能量,甚至可以说给了地球生命。

可一问到这些能量从哪里来,几乎没人说得清。很多人心里的太阳就是这个样子:一团熊熊燃烧的大火球。

可仔细一想就不对了。太空里没有氧气,火怎么烧得起来?

就算能烧,一团火凭什么能亮几十亿年?当时就有路人反问:它难道不会在50亿年后熄灭吗?

这类问题人人都以为自己懂,真追问下去,才发现其实不懂。先看看燃烧到底是怎么回事。



燃烧是一种放热的化学反应,常常伴随火焰、发光和冒烟。它离不开两样东西,一是可燃物,二是氧化剂。

木头、煤、油、天然气都是可燃物,空气里的氧气是最常见的氧化剂。燃烧放出的能量来自化学键的断开和重新组合,说白了就是原子最外层的电子换了位置。

灶台上的蓝色火苗、蛋糕上的蜡烛,都是这个道理。拿这一套去套太阳,问题马上就来了:它在烧什么?

氧化剂又在哪里?答案藏在太阳的成分里。

那位博主提着一个桶,说里面装的是组成太阳的"原料":质子和中子。太阳里也有电子,只是这次没带来。



太阳的绝大部分其实就是质子,也就是氢原子核。太阳核心的温度大约1500万摄氏度,压力高达数千亿个大气压。

在这样的环境里,原子的电子被剥离,物质变成了等离子体。这些质子在干什么呢?

路人的回答挺可爱,有人说它们在一起跳舞,有人说它们靠近了会拍拍手。实际上,它们在不停地互相碰撞。

麻烦在于,质子之间天生互相排斥。说到原因,路人提到了磁铁相斥、磁场、电场、正负极,大方向是对的,关键就在电荷:质子都带正电,同性相斥,正常情况下谁也不愿意靠近谁。

所以太阳的高温格外重要。温度越高,质子跑得越快,快到有时候实在躲不开,就会结结实实地撞在一起。



博主用道具模拟了这一幕:两个"质子"被猛地砸到一起,粘成一团,同时有水哗地涌了出来。演示里涌出来的是水,真实的太阳里,涌出来的是能量。

这些能量原来是什么?有人说是动能,有人说是储存的能量。

真正的答案是质量。两个质子结合以后,总质量比原来轻了一点,少掉的那部分质量变成了能量。

说到这里,很多人会想到那个著名的公式:E=mc²。几乎人人都听过,可是问到每个字母代表什么,场面就有点尴尬了。

有人猜E是太阳,有人猜c是碳。其实E是能量,m是质量,c是光速。

不少人听到"c是光速"时一脸惊讶。这也不能全怪大家,用c表示速度确实有点别扭,爱因斯坦最初的论文里用的是V。



现在通用c,是把光速当作宇宙中的一个常数。也有人说,c来自拉丁语celeritas,意思是"迅速"。

这个公式厉害在哪里?光速本来就是个极大的数字,还要再平方,所以哪怕一点点质量,也能换来惊人的能量。

太阳每秒钟要损失大约43亿千克的质量,这些质量都转化成了能量,才有了照到地球上的光和热。这样一比,燃烧和太阳的差别就很清楚了。

燃烧只动了原子外层的电子,核聚变改变的是原子核本身,两者根本不在一个层级上。同样多的物质,聚变放出的能量比燃烧高出好几个数量级。

再细看太阳内部的过程,有个地方容易让人卡住:氦原子核由两个质子和两个中子组成,太阳里几乎全是质子,中子从哪来?原来,两个质子相撞时,其中一个会放出一个正电子和一个中微子,变成中子,和另一个质子结合成氘核。

接着又有一个质子撞上来,形成氦-3,同时放出能量。最后两个氦-3相撞,放出两个质子,剩下一个稳定的氦-4原子核。



四个质子进去,一个氦核出来,中间少掉的质量全都变成了光和热。还有个更有意思的细节:太阳核心1500万摄氏度的温度,其实还不够让质子正面冲破彼此的排斥。

但它们依然有一定的概率融合在一起。单看一次,这个概率小得可怜,可太阳实在太大,氢实在太多,这种小概率事件每时每刻都在发生。

所以,肉眼看到的"大火球"其实是一座天然的核聚变反应堆。它不需要氧气,靠的是自身巨大引力压出来的高温高压。

那它还能撑多久?太阳已经亮了大约46亿年,差不多走完了一生的一半。

这些年它也在悄悄变化,亮度比刚诞生时提高了约30%。按目前的估算,它还能稳定发光大约50亿年。



不过地球等不了那么久,太阳越来越亮,大约10亿年后,地球上的海洋就可能开始蒸发。等核心的氢用得差不多了,太阳会开始把氦聚变成碳和氧,体积膨胀到现在的两三百倍,表面温度下降、颜色发红,变成一颗红巨星。

到那时地球很可能被吞没,就算侥幸躲过,也会被烤成一片焦土。再过几亿年,氦也耗尽了,太阳会把外层物质抛向太空,形成行星状星云,核心缩成一颗和地球差不多大的白矮星,靠余热发出微弱的光,慢慢冷却。

有人会想,能不能给太阳"加点油",让它多亮一阵?想法很浪漫,现实却很难。

加多少就是个难题:加多了,太阳质量变大、引力变强,反而烧得更快。更难的是怎么送进去。

太阳表面约6000摄氏度,核心上千万度,以人类现在的技术和材料,根本无从下手。给太阳续命做不到,在地球上造一个"小太阳",却是人类正在全力去做的事。



地球上没有太阳那样的体量和引力,只能把温度推得更高来弥补,托卡马克装置运行时,真空室内等离子体的温度超过太阳核心的7倍。这条路上,中国走得很扎实。

2025年1月20日,"东方超环"成功实现了超过亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。2026年1月,EAST实验证实了托卡马克密度自由区的存在,找到了突破密度极限的方法。

今年3月,"可控核聚变大科学装置实现'亿度'运行"入选2025年度"中国科学十大进展"。更让人期待的是,在1月召开的2026核聚变能科技与产业大会上,有消息称紧凑型聚变能实验装置(BEST)将力争在2030年点亮人类聚变能的"第一盏灯"。

看清太阳这件事,中国也没闲着。2021年10月14日,我国首颗太阳探测科学技术试验卫星"羲和号"成功发射。

到今年10月,这颗设计寿命3年的卫星已经超期服役,仍在稳定运行,产出数据量已达1.2PB。"羲和二号"日地L5太阳探测工程于2025年12月获批立项,并于2026年1月正式启动研制,另外中国还在推进"夸父二号"研制计划,这是国际首个绕行至太阳极区上空的探测器。今年10月9日,"夸父一号"也迎来了4周岁。

回头再看悉尼街头那些答不上来的路人,其实挺能理解。人类认识太阳本来就走了很长的路:从把它当成一团火,到弄明白质子碰撞和质量变能量,再到亲手在实验室里点燃亿度高温的等离子体。



每天抬头就能看到的太阳,原来藏着这么多门道。下次晒太阳的时候不妨想一想:照在身上的这份温暖,来自太阳核心里一场持续了46亿年的核聚变。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
毛阿敏帮助刘欢入土为安,不搞仪式静静送别,四十载同门情谊格外动人

毛阿敏帮助刘欢入土为安,不搞仪式静静送别,四十载同门情谊格外动人

很哥
2026-11-13 10:56:18
《狂飙》3年后,张颂文和张译彻底拉开差距,真让陈道明说对了

《狂飙》3年后,张颂文和张译彻底拉开差距,真让陈道明说对了

可乐谈情感
2026-11-11 14:00:09
2014年重庆女主持陈霞深夜遭歹徒挟持,她苦苦哀求:我伺候你饶我性命,交出密码与十几万存款,依旧没能躲过一劫

2014年重庆女主持陈霞深夜遭歹徒挟持,她苦苦哀求:我伺候你饶我性命,交出密码与十几万存款,依旧没能躲过一劫

磊子讲史
2026-10-26 18:51:39
利马仍保持沉默!B费领衔8位曼联球员公开感谢卡里克 矛盾原因公开

利马仍保持沉默!B费领衔8位曼联球员公开感谢卡里克 矛盾原因公开

风过乡
2026-11-13 06:49:39
22年了!我们永远怀念她

22年了!我们永远怀念她

南粤女声
2026-11-09 12:50:49
霍启刚发文纪念与郭晶晶结婚14周年,晒合照:认识晶晶22年,从二人世界到五口之家,三个孩子健康快乐就是最大幸福,十分感恩太太关爱照顾

霍启刚发文纪念与郭晶晶结婚14周年,晒合照:认识晶晶22年,从二人世界到五口之家,三个孩子健康快乐就是最大幸福,十分感恩太太关爱照顾

洪观新闻
2026-11-12 20:09:29
iPhone 18 Pro Max续航封神!32款手机大比拼 力压一众安卓旗舰夺冠

iPhone 18 Pro Max续航封神!32款手机大比拼 力压一众安卓旗舰夺冠

快科技
2026-11-12 08:47:16
理想i6同款9.99万上市!开售首月不足1000

理想i6同款9.99万上市!开售首月不足1000

米粒说车唯一呀
2026-11-11 14:16:18
5999降到2000+!小米冲上京东折叠屏榜一 击败iPhone Duo

5999降到2000+!小米冲上京东折叠屏榜一 击败iPhone Duo

快科技
2026-11-12 09:39:07
老外破防!江苏高三语文卷搬出淮海战役,让高中生复盘大兵团指挥

老外破防!江苏高三语文卷搬出淮海战役,让高中生复盘大兵团指挥

次元君情感
2026-11-13 07:00:34
今天起央视一套、湖南卫视和优酷又有三部新剧开播,阵容不错,你想追哪部

今天起央视一套、湖南卫视和优酷又有三部新剧开播,阵容不错,你想追哪部

可乐谈情感
2026-11-13 12:44:49
一个被严重低估的长寿动作,比散步还简单,坚持一个月状态好

一个被严重低估的长寿动作,比散步还简单,坚持一个月状态好

鬼菜生活
2026-11-11 05:23:58
上海和平饭店天价小票风波升级!警方已介入,但更大麻烦还在后面

上海和平饭店天价小票风波升级!警方已介入,但更大麻烦还在后面

嘻嘻笑
2026-11-13 02:08:17
看了赵奕欢的恋综,我问了身边所有的男性他们不是嫌弃赵奕欢岁数大,而是大家都一致认为,赵奕欢拿不准自己的定位

看了赵奕欢的恋综,我问了身边所有的男性他们不是嫌弃赵奕欢岁数大,而是大家都一致认为,赵奕欢拿不准自己的定位

一盅情怀
2026-11-13 12:43:36
46:67!以色列政坛反转,内塔尼亚胡受特朗普拖累,伊朗坐收红利

46:67!以色列政坛反转,内塔尼亚胡受特朗普拖累,伊朗坐收红利

起喜电影
2026-11-12 06:19:07
大胆预测!不出意外,中国男篮世预赛12人名单大概是他们!

大胆预测!不出意外,中国男篮世预赛12人名单大概是他们!

林子说事
2026-11-13 03:04:40
苏州一对情侣,谈了7年,女子提了18次分手,分手后在街头痛哭!

苏州一对情侣,谈了7年,女子提了18次分手,分手后在街头痛哭!

川渝视觉
2026-04-17 22:13:14
说句掏心窝子的话,项英就算活到新中国成立,1955年授衔时也摸不到元帅边,不是资历问题,是硬性条件卡死了

说句掏心窝子的话,项英就算活到新中国成立,1955年授衔时也摸不到元帅边,不是资历问题,是硬性条件卡死了

饭小妹说历史
2026-11-08 08:57:19
油价“失控”下跌!11月12日调价后92,95号汽油价格,玉米突然“降温”,盛极而衰?

油价“失控”下跌!11月12日调价后92,95号汽油价格,玉米突然“降温”,盛极而衰?

猪友巴巴
2026-11-12 15:23:40
副教授评了个寂寞!在民办高校呆了6年,去年好不容易评上副高,结果一直不聘,工资只有3500,想跳槽到公办,学校直接不认!

副教授评了个寂寞!在民办高校呆了6年,去年好不容易评上副高,结果一直不聘,工资只有3500,想跳槽到公办,学校直接不认!

学术眺望
2026-11-12 20:10:03
2026-11-13 16:48:49
浩渺青史 incentive-icons
浩渺青史
品读历史,分享人生
6089文章数 761关注度
往期回顾 全部

头条要闻

时隔2月伊朗再打击美军中东军事设施 摧毁美预警雷达

头条要闻

时隔2月伊朗再打击美军中东军事设施 摧毁美预警雷达

体育要闻

28年前的“点球罪人”,把冠军带回大连

娱乐要闻

赵丽颖不再沉默,起诉红果短剧换脸

财经要闻

黄仁勋被拉下马 但政商围剿才刚刚开始?

科技要闻

黄仁勋辞职,马斯克们抱不平!

汽车要闻

26.99万元起!首搭30英寸巨幕屏/易三方再升级 腾势N8上市

态度原创

艺术
旅游
游戏
本地
公开课

艺术要闻

丁一林 油画风景写生新作(2026年10~11月)

旅游要闻

宝藏山东攻略共创|巡游青岛,赴一场山海之约

新品节试玩口碑之作《财富郡》11 月 6日开启抢先体验,Demo 存档可直接续玩

本地新闻

乌兰察布:以前种土豆,现在种Token

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版