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太阳用了什么燃料?为什么烧了几十亿年还没烧完?

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发表于 2022-12-21 10:46:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
过去的研究表明,太阳诞生于大约46亿年前,这就令人感到好奇,太阳究竟用了什么燃料?为什么烧了几十亿年还没烧完呢?

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太阳用的燃料其实就是氢元素,这是宇宙中丰度最高,也最简单的元素,不过太阳对氢元素的“使用方法”并不是将氢元素直接点燃,而是在其高温高压的核心,通过一系列的核聚变反应,由于氢原子核其实就是质子,因此这也被称为“质子-质子链反应”。

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“质子-质子链反应”可以简单地分为三个步骤,第一步:两个质子结合,然后其中的一个质子发生β衰变转变成中子,并与另一个质子结合成氘原子核;第二步:氘原子核和质子结合,形成氦-3原子核;第三步:两个氦-3原子核结合后释放出两个质子,形成氦-4原子核。
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这一系列的核聚变反应可以释放出蕴含在氢原子核中的能量,而太阳的光和热其实就是来自于此。

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由此可见,尽管太阳看上去很像是一个熊熊燃烧的火球,但太阳其实并没有燃烧,因为太阳的能量来自核聚变反应,而我们常见的燃烧现象,却是一种放热发光的化学反应,这两者存在着本质上的区别。不过为了方便描述,我们还是可以将太阳形容为“燃烧”,大家知道区别就行了。

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太阳之所以能够烧了几十亿年还没烧完,主要有两个原因,一个是太阳的燃料足够多,另一个则是太阳的燃料消耗速度极为缓慢。
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“燃料足够多”这个原因不必过多解释,毕竟太阳的质量是地球的33万倍,体积更是高达地球的130万倍,据此大家也可以想象出太阳有多庞大,那为什么太阳的燃料消耗速度会极为缓慢呢?

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这主要是因为“质子-质子链反应”的第一步的实现难度相当高,前面我们已经讲了,这一步就是两个质子形成氘原子核,要知道质子都是带正电的,所以在质子之间会存在着很大的库伦斥力。
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用专业一点的话来讲就是,质子之间存在着一个由库伦斥力造成的“能量势垒”,只有突破了它,两个质子才可以发生碰撞。
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如何突破质子之间的“能量势垒”呢?答案就是速度,只要质子的速度足够快,它们就可以撞在一起,而我们都知道,温度其实就是微观粒子热运动的激烈程度,因此可以说,在足够高的温度下,质子就可以突破“能量势垒”,具体要多高的温度呢?至少需要上亿摄氏度。

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然而太阳核心的温度却只有1500万摄氏度,这明显就不够啊,也就是说,以太阳核心的温度,根本就不可能发生“质子-质子链反应”,但我们明明看到了太阳确实在发光发热,这是为什么呢?
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实际上,这个问题曾经困扰了科学界很久,直到人们发现了“量子隧穿效应”。简单来讲,“量子隧穿效应”可以允许微观粒子在能量不足的情况下,穿过在经典力学中不可能穿过的“能量势垒”,这也被人们戏称为“量子世界中的穿墙术”。
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需要注意的是,“量子隧穿效应”的发生是有概率的,能量差距越大,发生的概率就越低,由于太阳核心的温度远远低于理论值,因此在太阳核心,两个质子通过“量子隧穿效应”撞在一起的概率可以说是低得可怜。

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然而即使两个质子发生了碰撞,也很难形成氘原子核,因为两个撞在一起的质子通常都会迅速分开,只有在极少数的情况下,才会出现“一个质子发生β衰变转变成中子,并与另一个质子结合成氘原子核”这样的情况。

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本来“量子隧穿效应”发生的概率就非常低了,再加上这一出,就使得“质子-质子链反应”的第一步的实现更加困难,以至于在太阳的核心,一个特定的质子通常都需要长达几十亿年的时间,才能与另一个质子撞在一起并形成氘原子核。
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尽管这个概率是如此之低,但架不住太阳的燃料多啊,正所谓“东边不亮西边亮”,在太阳核心巨量的质子中,总会有极少数的质子会“非常幸运”地形成氘原子核,进而发生“质子-质子链反应”,也正是因为如此,太阳的燃料消耗速度就变得极为缓慢,烧了几十亿年还没烧完,而根据科学家的估算,太阳的燃料大概还可以烧50亿年的时间。

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参与人数 2威望 +2 收起 理由
cyzy6388 + 1 问题描述清楚,显得很专业!有趣!
zjhcnsod + 1

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发表于 2022-12-21 11:27:04 | 显示全部楼层
不是哦,楼主的观点完全错误,有以下文章为证' C' e( ^  Q2 C. G: a+ P0 b- w
随着我们伟大祖国建设的飞速发展,能源问题日益突出,要发展,我们就要开发新的能量来源,在此,
5 G( A7 p5 c/ ~6 p我郑重提出:向太阳进军!向太阳要能源!在太阳上挖煤!
& ]+ [- b7 R' o  N  
* d8 j8 O8 k6 M/ Y   本报告分三个部分: " u4 o0 ?, M0 C) ?# @
  
; |- ~; U2 E8 W; A   第一部分:论太阳上有没有煤 . }( |9 f( i6 F+ f0 a* ^* u) }; {
  
% P' |! M3 ^3 d   一些资产阶级学者认为,组成太阳的主要元素是氢和氦,这简直是不明物理,乱说一通。我们随
5 u* m7 Z/ \9 S1 @( P7 s便找来一个充满氢气的气球,用火点燃它,气球确实会剧烈燃烧,但它持续的时间非常短暂,如果太阳' w2 B+ X3 c  s6 N( x( R4 a9 |
是由氢和氦组成,氦气不会燃烧,而氢气在太阳上即使贮量再多,太阳燃烧的时间也决不会很长。 & L0 w+ f, y6 Q+ g# b
   太阳也不会是由液体燃料组成。如果是液体,众所周知,液体具有流动性,那么这些组成太阳的液
, R4 Y# P! `5 h体会流满整个天空,我们看到的就不会是太阳这个火球燃烧,而是整个天空都在燃烧了。 . B0 V* ^: |% S5 f6 [; l
   所以组成太阳的既不会是气体,也不会是液体,而只能是固体。固体能燃烧的,有木柴和煤,然而
3 }! S: {3 C  G/ D# O+ `4 Q前者燃烧时会发烟,但我们谁曾看见太阳冒着浓烟从天空掠过呢?所以组成太阳的主要物质只能是煤,
, a, \7 b; Q2 B$ \而且是优质的无烟煤。 5 L0 t& ]3 }! h+ i$ a+ p( }
  
4 \6 D& k. P; Q" Q   第二部分:论能不能挖太阳上的煤 % W$ R; B. o+ M! {. P( g
  
6 K, ~" T5 a5 j+ Z* y, p1 V- z% W   资产阶级学者还鼓吹:“没有太阳,地球上就不会有风雪雨露,也不会有草木鸟兽。”甚至还说:7 O; Y2 B1 t- }1 l: a6 C8 T2 X
“没有太阳,就没有我们这个美丽可爱的世界。”太阳的作用真的这样重要吗?太阳就真的如老虎屁股,
$ E. |- J! \4 x. X一点儿也不能动吗?实践是检验真理的唯一标准!生活常识告诉我们:太阳,它只是在充满温暖和光明
+ {9 {8 v& ], A8 v的白天发光,而在寒冷、黑暗、最需要光和热的时候,太阳,却不知躲到哪里去了!从这个意义上讲,
& t8 l+ n, O, e7 [太阳的作用甚至远远不及在黑夜里发微光的月亮。这些资产阶级的所谓学者抛出这种耸人听闻的太阳至
, F1 P8 w& k( Z2 G# r3 L3 ?上的论调其实别有用心,其目的在于阻挠别人对太阳上能源的开发利用。但他们忘记了任何伪科学的东
3 g' |/ i- f6 `0 E# ]: i西都是经不起推敲的,唯心的反动鼓吹其结果只能是在真理的厚墙上撞得头破血流。
- P- C7 K, s/ @/ g5 @  B  z  
( h! s( j& o: W& d- k6 W   第三部分:论如何在太阳上挖煤
" j+ ~" s. q: n' L* [9 D7 U  
! e7 t0 `+ A- F7 S; x9 c) }9 s   我们都知道,太阳无时无刻不在燃烧,那么怎样才能在太阳上挖煤呢?要回答这个问题,笔者
9 ?( @; w# J' I6 I想先讲一讲自己年轻时的经历。那时笔者身在东北,三月植树节时响应号召植树造林。三月的北疆,
  d$ d2 o% K- k9 n4 s  @土地尚未化冻,一镐抡下去,只能砸出一个白点。但困难吓不倒我们,我们砍倒大树生起了一堆堆篝火,
, c4 k7 k- {8 V8 S" Q8 D; J) m% V让火把土地烤暖后移开它再挖。就这样边烧边挖,边挖边烧,终于胜利完成了光荣而艰巨的植树任务。 / H, a" e7 L2 R  \5 Z
    3 Y3 j' y5 A3 z; @
   今天我们要在太阳上挖煤,就可以用到这个在激情燃烧的岁月中积累的宝贵经验。太阳上虽然燃烧着
0 ~: N, ]) R0 G9 |  k熊熊大火,但火不是可以用水来灭的么?难能可贵的是离太阳最近的一颗行星就是水星,水星水星,% {$ p7 {4 T, G% @# ]5 ?4 C: v
顾名思义,就是一颗充满了水的行星,那上面烟波浩淼,水资源可谓取之不尽,用之不竭。我们完全. ~7 H2 x5 b  W% u
可以取水星之水局部地灭太阳之火,然后在已灭火的太阳局部表面上迅速地挖煤。就这样边挖煤边灭火,
& |" O/ ^; R- u2 n, b& s边灭火边挖煤。   q$ N5 Q4 z# m
  
0 S: |1 O3 ]7 o' m; d虽然水星上水资源丰富,但本着节约的原则,我建议最好是利用早晨和黄昏这两个时间段搞生产。因为7 ]; i+ z) {* R8 Q: Q5 z
在这两个时间段里,太阳的温度不是很高,火势不是很猛,这时生产作业不但可以节约水资源,而且还# P, w# `: ~) \+ z4 H. K
提高了安全系数。并且在这两个时间段里,太阳离地表最近,也便于煤的运输,如果在正午生产,大大* S6 B0 W1 }) G. {9 e
增加了水资源的消耗和提高了运输成本不说,如果煤块从高空跌落,还容易造成劳动人民生命财产的损; O0 M0 ~9 z! w& d# P) |1 b
失。
* @! }6 N& X/ y  
0 P  p8 j+ d; K4 C& F; _- [    结语:不怕做不到,只怕想不到,只要我们解放思想,开动脑筋,一切东西都可以拿来为社会主义建! W( H5 ^" @* W+ D6 l
设服务。正所谓:中华儿女多奇志,敢叫太阳变煤田!

点评

wrn
一本正经的胡说八道  发表于 2022-12-22 10:13
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发表于 2022-12-21 11:27:37 | 显示全部楼层
让大家乐一乐

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还有,我要原创的名字,好知道向谁致敬,哈哈  发表于 2022-12-21 11:36
太乐了,写的非常好!我真的乐地不行了,希望你能发表续集  发表于 2022-12-21 11:35
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发表于 2022-12-21 11:41:22 | 显示全部楼层
多年前从网上看到的,觉得搞笑,就把它下载下来了

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这是无厘头的大师级别的作品,哈哈,和《等待戈多》一脉  发表于 2022-12-21 11:54
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发表于 2022-12-21 13:14:56 | 显示全部楼层
koop_00818 发表于 2022-12-21 11:41
3 G+ j6 \9 a: ~' N) ]& g多年前从网上看到的,觉得搞笑,就把它下载下来了
4 |8 S+ y2 D& n* Q5 W# z
咱就是说啊,有没有一种可能,咱可以晚上登陆到太阳上去挖煤?
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点评

能不能有点出息,上自动化,白天也挖!  发表于 2022-12-21 17:37
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发表于 2022-12-21 13:38:32 | 显示全部楼层
都是菜人
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发表于 2022-12-21 13:58:51 | 显示全部楼层
有没有一种可能,太阳的燃烧只是某位大拿为了保护这个星球在布置的阵法结界
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