太阳真的是一颗巨型氢弹吗？它的能量哪儿来的？

　　说起太阳，大家都不陌生，可是，我们真的认识它、了解它吗？它为什么能发光发热？为什么几十亿年都没烧完？爱因斯坦的Emc就能解释这一切吗？它真的就是一颗大氢弹吗？今天咱们就来聊聊。
　　图源pixabay
　　01hr太阳很冷
　　相信很多人都知道太阳发光发热是靠核聚变，据测算，太阳每秒能产生386亿亿亿焦耳的能量，相当于每秒燃爆18亿颗沙皇氢弹。给人的快速印象就是：太阳是一颗巨型氢弹。
　　那么问题来了：太阳核心和氢弹相比，谁更热些？
　　答案竟然是氢弹胜出！太阳核心只有1500万度，远低于氢弹的几亿度高温，甚至都不够引燃氢弹的（氢弹需要原子弹的高温来引爆）。
　　或者，我们从另一个角度来计算一下：太阳的体积是141亿亿立方千米，核聚变几乎全部发生在此体积8的核心里。那么，
　　386亿亿亿瓦特（141亿亿立方千米0。008）
　　34瓦特立方米
　　这个数字是不是只能让人想起灯泡，完全不像个氢弹？当然，太阳核心本身不均匀，核心中的核心的产能更高效一些，但最多也只有277瓦立方米。
　　277瓦立方米是个什么概念呢？成年人的基础代谢大约是每天1400千卡，换算到国际单位制的功率就是140010004。2（千卡卡焦耳）243600（天秒）68瓦。人体体积大约是0。06立方米，68瓦0。06立方米就是1134瓦立方米。太阳核心的最高产能只是这个数字的四分之一。就是说，如果一个人体内用等体积的太阳核心来做能源，即使原地躺平啥也不干，也会被活活冻死，四套这样的核心物质才刚够养活一个人的。也就是说，如果只按单位体积产生能量的效率来算，每天吃几顿饭的我们，效率就远超太阳核聚变了
　　所以哪里出问题了？是计算公式不对吗？是单位换算出问题了吗？大家各自用计算器算一算，会得到相同的结果。其实，哪里都没问题，太阳就是这么冷（相对），它根本不是一颗巨型氢弹，而是一座效率奇低的巨型核反应堆，烧得特别安静，从它诞生到现在，只损失了不到万分之三的质量。它的巨大能量得益于它的体量，而不是其产能效率。假如氢弹是按照太阳的运作方式来工作的话，那就不是恐怖的热核武器，而是人类梦寐以求的受控核聚变了当然，还是希望它产能稍微高一些，要不然我们还是去吃大米饭好了。
　　图源pixabay
　　02hr1500万是怎么来的？
　　大家可能会想：产能效率这么低的太阳核心，是如何把自己加热到1500万的呢？
　　其实，太阳核心的高温是核聚变的因，而不是果。是先有了高温才有了核聚变，而不是核聚变烘烤出来的高温。这个高温是遵循热力学定律产生的，即使没有核聚变，我们把和太阳等质量同成分的气体聚到一起，让这一大坨冷气体在引力作用下自己收缩，被压缩的气体核心必然出现高温。
　　那么，核聚变的作用又是什么呢？它产生的热量贴补了这坨气体（确切地说，这么炽热的状态，应称等离子体了）的辐射耗散，让粒子运动更加剧烈，以此抵抗引力作用，阻止我们这颗原始恒星继续收缩。
　　这是个很有趣的自调节平衡态：假如恒星继续收缩，或者聚变产热难以散出，核心就会升温，聚变效率提高，产生更多的热量使星核膨胀。而如果星核膨胀过了头，核心就会变冷，聚变效率会降低，引力会重占上风，把星核压缩回去。听起来这是个振荡过程，其实达到一个平衡点之后，恒星的各层温度和大小就都稳定下来了，就如同我们的太阳一样，核聚变的能量既不蓄积，也不透支，百分之百地从表面辐射到太空中去。
　　假如这团气体十分倔强，始终不肯点燃核聚变，那么它就直接步入恒星的熄火状态，继续收缩下去。质量小的，会成为白矮星，质量大的，会一直缩成中子星甚至黑洞。
　　在宇宙中有一种现象，可以为我们演示核聚变对恒星结构的支撑作用。在特别巨大的恒星的生命尽头，核燃料耗尽造成的恒星熄火是突如其来的，这时的恒星失去了内部支撑，就会像定向爆破的大楼一样轰然坍塌，在宇宙中绽放一朵大大的烟花，释放的能量可与太阳一生中释放的能量总和相当，这就是超新星爆发现象。
　　最后总结一下，把我们的太阳比作氢弹，其实并不准确，它其实是一座效率不太高的巨型核反应堆，也正是得益于太阳的温和（对地球来说），地球上才能演化出多姿多彩的生命。
　　图源pixabay
　　作者曲炯科普作家作品发表于国家博物馆、国家航天局等
　　审核刘茜北京天文馆研究员科普影片编导和科普作家
　　本文由科学辟谣平台（ID：ScienceFacts）出品，转载请注明出处。
　　本文来自版权图库的图片，不授权转载。
　　转载内容仅代表作者观点
　　不代表中科院物理所立场
　　如需转载请联系原公众号