爱因斯坦的智能方程式,让恒星一次性燃烧数10亿年
在宇宙中,随着恒星的诞生,会产生大量的光和热,并且能持续数十亿年。
这需要燃料,而且是大量的燃料。
在20世纪以前,没有人知道,这种燃料是什么。
在19世纪末20世纪初,物理学遇到的最大问题,就是恒星能量的来源问题。
为了揭开恒星的秘密,需要寻找到一种惊人的能量来源,这样的能量能让恒星一次性地燃烧数10亿年。
发现这个奥秘的是一位天才物理学家,他就是阿尔伯特.爱因斯坦。
恒星的秘密,在于爱因斯坦的智能方程式,E=MC平方。
这个智能方程式就是描述质量与能量之间的当量关系的方程式。
在经典物理学中,质量和能量是完全不同的概念,它们之间没有确定的当量关系。
爱因斯坦的狭义相对论中,能量的概念才有了扩展,质量和能量有确定的当量关系。
E=mc平方
E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792458m/s)。
智能方程式,主要用来解释核反应中的质量亏损和计算高能物理中粒子的能量。这也导致了德布罗意波和波动力学的诞生。
根据公式,运动时物体质量增大,同时运动时将会有动能,质量与动能均随速度增大而增大。
在万有引力理论中,能量包含于物质本身。因此物质质量能够使时空扭曲。
这个方程式不仅显示,可以通过轻核的核聚变和重核的核裂释放这个结合能,也可以用于估算会释放的结合能的量。
从某种意义上来说,组成我们身体的物质,也是集中的能量,浓缩的能量。
聚变
能量浓缩成原子,组成了宇宙,组成了我们的身体。
爱因斯坦证明了这种能量可以释放出来。
通过实验,加热加快将较小的原子融合成一体,这被称为聚变。
恒星的能量原来来源于此。
这很令人惊讶,非常微小的亚原子粒子,可以决定恒星的构造和特性。
如何来释放原子内部的能量,科学界正在实验模拟恒星的能量来源,在实验室中控制核聚变能量。
在英国牛津附近的一座实验室里,有一台重达80000磅的机器。
每天安德鲁.柯克和他的团队,都会将它变成地球上的一颗恒星。
这个机器称为托卡马克装置,它是一个巨大的等离子瓷瓶,可以约束住非常炽热的等离子体,能重现恒星内部的状态。
美国托克马克聚变反应堆,是全球第一反应维
在托卡马克内部,氢原子会自然地相互排斥,为了让氢原子相互撞击,托克马克会把原子加热到超过3亿华氏度以上。
在这种高温的作用下,活跃的氢原子运动速度极快,不可避免地会互相碰撞。
高温粒子的运动,就足以克服互相排斥的力量。
在每秒1000英里的速度下,氢原子相互撞击,发生聚变,创造出一种新的元素——氦,
以及少量的纯粹能量。
氢气的重量比氦气略重,在燃烧的过程中,损失了质量,损失的这部分质量,转变成了能量。
托卡马克装置只能让聚变过程持续几分之一秒。
而恒星的诞生过程,聚变却能持续进行数10亿年之久!
驱动恒星的能量来源于万有引力。
所以恒星非常大,它们巨大无比。
只有万有引力才能驱动恒星创造出惊人的热量,足以引发核聚变。
这就是恒星的奥秘,也是恒星持续发光的原因。
恒星内部的核聚变,每秒钟能产生相当于十亿枚核弹爆炸的威力。
恒星就是一枚巨大的氢弹!
在接近地球和月球的太空中爆炸的太阳Exploding sun in space close to
万有引力让恒星的外层向内收缩,万有引力和聚变开始了壮观的拉锯战。
万有引力的这种压力长期存在,而核聚变过程中释放的能量,却想让恒星分崩离析。
正是这种压力,这种平衡才创造了恒星!
这种力量的平衡贯穿了恒星的一生。
在恒星诞生的过程中,两种惊人的自然力,处于相对的动态平衡之中。
随着这样战斗的进行,恒星在宇宙中不断地散发出光和热。
不断地散发出热量,不断地闪耀着光芒。
恒星的光芒将闪耀数亿年,几十亿年,甚至几兆亿年!!
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