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为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

万物的生存离不开能量,不管是植物还是动物还是其它的简单生命,它们的生存都需要能量来支撑。地球是一颗物种丰富的生命世界,除了智慧生命人类之外,还有数百万种以上的各种物种。

那么地球生命所需要的能量是如何来的?除了一少部分是地球内部的能量之外,大部分还是来自于我们头上的那个太阳。对于古时候的人们来说,太阳到底是什么并不清楚,在古人的眼里,太阳是神圣的,是无人伟大的存在,于是诞生了很多有关太阳的传说。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

进入科技时代之后,在科技的帮助下,我们开始不断认知地球,认知地球之外的世界。这个时候,我们终于搞明白了太阳是什么?其实太阳并不神秘,它在宇宙中是非常普遍的存在,跟地球一样同样是宇宙的天体,只不过由于它的质量非常大,成为了能够释放出巨大能量的恒星。

太阳的存在才有了太阳系,整个太阳系的能量来源主要是恒星太阳,地球生态系统的形成,生命的诞生,进化演化和生存都离不开太阳的能量。太阳的能量释放其实也是一种燃烧,可是在我们的认知里,燃烧需要氧气,需要燃料,往往都是短暂的能量释放。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

可是太阳的燃烧时间却非常漫长,根据科学家的研究发现,太阳形成于50亿年前,燃烧到现在已经有50亿年的时间。按照太阳质量的标准,它还能够继续燃烧约50亿年左右。为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭?它使用的究竟是什么燃料。

任何物质的燃烧都需要燃料,一旦燃料没有了,这个燃料过程就会终结,太阳同样也是如此。既然太阳能够燃烧50亿年而不灭,那么它的燃料必然也是与众不同的,事实真的如此吗?

其实太阳燃烧所需要的燃料非常简单普遍,它就是占宇宙大部分元素的氢。我们都知道,宇宙起源于138亿年前的奇点大爆炸,大爆炸之后宇宙诞生了,在此瞬间的能量释放过程中,逐渐形成了质子,中子,电子等基本粒子。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

到了宇宙大爆炸之后的38万年,原子结构得以形成。此时,宇宙中绝大多数的元素是氢元素,占比达到75%。剩余的几乎都是氦元素,其他的元素占比极其少,连1%都不到。

即使是现在的宇宙,氢元素和氦元素的占比仍然达到了99%,恒星是宇宙早期诞生的最早一类天体,所以组成恒星的物质主要是氢元素,其次是氦元素。氢氦元素组成的天体在宇宙其实非常普遍,比如太阳系的木星和土星等气态行星,组成它们的元素主要是氢和氦。

恒星与这些气态行星不同之外,就是它们的质量更大,当质量达到一定程度之后,普通的天体就会成为能够燃烧的恒星。而这一切的因素跟引力有着巨大的关系,宇宙的一切都是在引力的作用下形成的。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

引力就是宇宙背后真正的操控者,当太阳的质量越来越大,其引力也会越来越大,达到某个临界点的时候,引力不断挤压自身,太阳内核的温度就会越来越高,达到了核聚变反应的温度。于是太阳内核被激活点燃,变成了一个不断运行的可控核反应堆。

事实上,像木星这样的气态巨行星,它们的内核之处也是由氢元素在引力的作用下不断挤压而成的固体氢,只不过其质量无法达到点燃激光内部核聚变的程度,才只能以气态巨行星的身份存在。

核聚变是一种非常特殊的燃烧模式,它应用的是原子层面的化学反应,跟普通的物质燃烧是完全不同的。所以核聚变的燃烧不需要氧气等助燃气体,只需要氢核等燃烧足够,就可以一直燃烧下去。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

由于太阳的质量是地球的33万倍,占到了整个太阳系质量的99.86%,所以太阳聚集的氢和氦元素是非常充足的,足够的氢元素才让太阳燃烧了50亿年而不灭,未来还能够继续燃烧50亿年左右。

当然,任何事物都没有无穷无尽,太阳的氢元素虽然非常充足,但是仍然有消耗完的一天,而太阳氢燃料消耗完之后,太阳的寿命也将迎来终结。只不过,氢元素消耗完并不意味着太阳很快就可以熄灭,而是还能够继续燃烧至少数千万年的时间。

太阳内部的核聚变反应是一个比较复杂的过程,核聚变不断消耗氢转换为氦元素,当氢消耗完之后,氢氦聚变就结束了,这个时候核聚变反应并不会停止,而是再以氦元素为燃料继续发生聚变反应,转移为其它的重元素。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

而在这个过程中,太阳也将变得不稳定起来,外围物质开始不断膨胀,转变为红巨星。当氦元素聚变结束之后,太阳就会进入最后阶段,外围物质脱离,留下内核演化为白矮星。而太阳外围分离的物质当中,含有大量的重元素,这也是宇宙重元素的来源之一。

由此可见,恒星对于宇宙的演化有多么的重要,它除了是重要的能源天体之外,还是重要的元素演化工厂,可以将氢氦等原始元素,不断演化为各种重元素,丰富宇宙的元素物质。而有了丰富的重元素之后,才会有其它事件演化的可能,比如生命的诞生。

恒星有自己的生命周期,少则数千万年,多则数百亿年。太阳50亿年后的终结也意味着整个太阳系将迎来末日,那个时候地球想要独善其身,除了离开太阳系之外,没有其它出路。留在太阳系,地球的命运只有毁灭,彻底消失在宇宙中。

为什么太阳能够燃烧50亿年而不灭

而想要让地球自由离开太阳系,需要非常强大的科技力量才能够做到。好在,太阳留给人类的时间还非常漫长,数十亿的岁月,足够人类发展到高级文明阶段,那个时候人类的脚步可能已经遍布宇宙的各个角落。

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