太阳核聚变功率密度只有人体十分之一,怎么可能发生核反应?eyc

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原标题:太阳核聚变功率密度只有人体十分之一,怎么可能发生核反应?

很多人可能都看过周星驰的电影《大话西游之大圣娶亲》,牛魔王举着芭蕉扇狂扇,烈焰飞腾,大地崩裂,向着太阳飞去。

唐僧等人坐在地上,欲哭无泪,等着飞进太阳被烧为灰烬。

孙悟空疯狂地追上去,用金箍棒抵住大地,试图救回唐僧等人。

就在这性命攸关的时刻,紫霞仙子追了上去,非孙悟空承认还爱着自己。

女人真是感性的动物,不分地点场合,总喜欢在错误的时间展现自己的情痴和疯狂。

牛魔王杀气腾腾冲了上来,将魔叉射向了孙悟空。

紫霞为救孙悟空,舍身挡住了魔叉。

生命的代价终于换来最后的牵手,孙悟空头上的金箍却因情动而越箍越紧,情愈深,痛愈真,他再也无法拉住紫霞的手,只能任由她坠向太阳,撕心裂肺。

至尊宝和紫霞仙子五百年穿越时空的爱情令人唏嘘,然而在太阳内部,更有一种牵手让人悚然心动,因为这种牵手的发生,需要几十亿年才能得到一次机会。

这种牵手发生在太阳中心的质子之间,两个质子要突破难以逾越的势垒结合在一起,平均需要等待76.2亿年的时间,这是何等渺茫的希望。

质子的爱情,可谓地老天荒!

而地球上的生命万物,就是凭借这种76.2亿年才有一次机会点燃的质子“爱情”火焰,才得以欣欣向荣,葳蕤璀璨!

氢弹和太阳的核聚变反应机制不同

有些人可能会说,你说的什么呀,我怎么听不懂呢?别着急,看完你就懂了。

我说的是太阳内部的核聚变反应,这种反应为黑暗的宇宙带来光明,我们夜空中看到的所有星星,除了几颗太阳系的行星,都是在持续不断进行聚变反应的恒星。

这种反应发生在两个氢原子之间。氢原子只有一个质子,两个质子必须走到一起,合成氦原子核,才会释放出巨大的能量,照亮黑暗的宇宙。

有些人可能觉得不可思议,核聚变反应不是瞬间就完成的么?氢弹爆炸一瞬间,所有该结合的质子就结合起来了,释放出足以毁灭一切的狂暴力量,怎么参与太阳聚变反应的质子就要76.2亿年才有一次机会呢?

氢弹和太阳的核聚变反应机制有着很大的不同。

氢弹的聚变反应是一次性的,氢弹爆炸的时候,其内部的核裂变装置(原子弹)爆炸,将轻核装料压缩在高温高压的空间,瞬间发生聚变反应,释放出巨大的能量。

而太阳核聚变发生的条件则是由自身引力提供的,物质聚集的巨大引力传递至太阳核心,形成高温高压的环境,当压强和温度超过聚变反应的临界值时,就会点燃恒星的聚变反应。

太阳核聚变反应的压力和温度远小于氢弹引爆时核裂变产生的压力和温度,其反应的速率也比氢弹要低得多,从而让太阳的核聚变变得可控。

太阳核聚变可控

太阳的核聚变反应99%发生在太阳半径24%之内的区域,到30%半径处,核聚变就几乎完全停止了。

即使是在核心区域内,核聚变产生的功率密度也是极小的,大约是276.5瓦/立方米,大约相当于一个成年人单位体积发热功率的1/10。

你可能万万想不到了吧,太阳核聚变反应的功率竟然还没有人体高。

太阳之所以能产生那么大的能量,不是因为它核聚变反应的强度高,而是因为它规模巨大,直径139万公里的一个球啊!

要是有那么多人密密麻麻聚集在139万公里的一个球里,释放的能量肯定会比太阳还多得多。

好吧,其实不可能,因为那么大体积的人体球,马上就会坍缩成一个黑洞,大家都到奇点里去了。

太阳的聚变反应在巨大的引力和辐射压力下处于平衡状态,可以进行自我修正。

反应速率稍微提升一些,温度和压强就会增大,就会导致核心膨胀,从而降低核聚变速率;

而反应速率稍微下降,就会导致温度和压强降低,核心就会收缩,使反应速率再度提高,从而维持一种动态的平衡,让我们的太阳几十亿年如一日稳定地释放能量,供给我们生命所需的适宜的光和热。

换句话说,如果太阳的聚变反应真的像氢弹一样,bia一声就完了,那我们这些所谓的智慧生命还能存在呢?

太阳核聚变其实是靠掷骰子

现在回到最初的问题,为什么在太阳核心,平均每个质子要等待数十亿年才能参与一次聚变反应呢?

这是因为,太阳内部的核聚变反应是以质子﹣质子链反应为主,由一系列复杂的反应组成。

其中最重要的第一步,就是需要两个氢原子中的质子和质子碰撞,融合成氘核。

这点很好理解,两个人从来没有相遇,如何产生爱情,并最终结合在一起呢?

由于原子核之间库仑斥力非常强,即使太阳内部温度如此之高,压力如此之大,也远远达不到聚变反应发生的条件。

就像一对真心相爱的情侣,家庭、社会和经济势垒阻力太大,也无法走到一起,生下爱情的结晶。

质子和质子之间也是如此,库仑斥力实在太大,它们根本无法结合在一起。

然而微观世界有个量子效应,叫做量子隧穿,机缘巧合的情况下,质子和质子也有机会撞在一起,只是这种几率实在太小,需要76.2亿年才能撞到一次。

作为两个质子个体来说,这种几率实在太渺茫了,根本就可遇而不可求。

然而太阳质量巨大,总共有约8.910^56个自由质子,除以76.2亿年,这就意味着太阳内部每秒钟就有3.710^38个质子“机缘巧合”,可以量子隧穿,越过势垒参与核聚变反应,释放自己的光和热。

两个情侣真心相爱,哪怕距离再远,势垒再强,走上三年五年,可能也上吊线能走到一起,幸福地结合,生下可爱的baby。

所以看看,宇宙其实就是一个赌窝,连太阳的核聚变反应都是靠掷骰子来决定的。

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