太阳为何会燃烧?直径是地球的109倍,体积是地球的130万倍

太阳,地球上所有生物赖以生存的重要能量来源。不管是煤炭、石油、天然气,还是吃到肚子里的牛奶面包,除了核能、地热等少数能源外,几乎都和太阳有关。而太阳就像一个悬浮在太空中的大火球,众所周知,在地球上,燃烧是需要氧气的,宇宙中没有氧气,太阳是如何“燃烧”的呢?

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首先让我们看一下太阳的基本数据:太阳是黄矮星,寿命约为100亿年,现在的年龄是45亿年,差不多处于青壮年。太阳的体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍,约占太阳系总质量的99.86%。其中四分之三是氢,其余基本上是氦。

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太阳燃烧也不是我们一般意义上的燃烧,而是由太阳核心区域的氢聚变引起的,其实就是核聚变,跟氢弹爆炸产生能量的方式的一样。核聚变是原子核融合时释放的能量,因此不需要氧。

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像所有恒星一样,太阳在中心巨大的压力和高温下形成连续的氢核聚变,每秒太阳会损失450万吨的质量并将其转化为能量,然后这个能量就以光和热的形式辐射到了太空。这种转换方式比普通的燃烧效率提高了若干数量级,因此太阳能燃烧很长时间。根据爱因斯坦的质能方程计算,核聚变的能量转化率达到了0.7%,而煤的转换率仅为0.0000028%。

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太阳每秒钟向太空释放的能量为28600亿亿兆瓦的能量,而地球能分到太阳能量的22亿分之一。但别小瞧这22亿分之一,这相当于1000万个三峡大坝的发电量。如果人类能够收集太阳1秒钟的能量,就足够使用100万年了。