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当人类还在树叶遮羞时,今天的阳光才刚从太阳诞生!

  或许不少朋友在看完题目后的第一反应就是:啥?啥意思?你是说速度达到每秒30万公里的光子,从太阳跑到地球要花费数万年以上?骗人的吧!太阳到地球的距离不过1.5亿公里,光子跑过来也就是8分钟多些,怎么可能要数万年呢?
  对于这些朋友的疑问,首先我得肯定的说:没有骗你们。
  阳光
  我们现在看到的阳光,那些光子的年龄确实有数万年甚至数十万年以上;其次你们在上段所说的那些数据也都是正确的,但有一点被忽略了,那就是光子是从太阳中哪个部位产生的呢?这一点很重要,如果说光子是直接从太阳表面产生,那么光子从太阳到地球确实只需要8分20秒,但实际上那些光子是从太阳核心处产生,中途就会出现一些"事故",影响了它们的路程通畅性,虽然太阳的半径不过70万公里左右,但就是这么短的距离,这些光子却花了N倍时间才顺利逃脱。
  接下来咱们就以"欢快通俗"的语言(或者叫做"说人话"的方式),来叨一叨太阳那些事(不仅针对于题目问题,也会带给大家一些其它的科学知识)
  大约在46亿年前,咱们所在的太阳系还没有形成,那时候只是一块蠢蠢欲动的巨大分子云,但是它们并不安分,因为牛顿爵爷的万有引力在不断鞭笞它们聚拢,随着时间的推移,物质之间的相向速度也越来越快,距离也越来越近,随后在这个被称为"引力坍缩"的过程中,咱们的太阳"胎盘"出现了,是一团高温高角动量的气体(也就是非常的烫同时还在转),也叫原恒星(上面这段话不仅仅适用于太阳,宇宙中的其他恒星也是这样哦)。
  对了,咱们太阳系里的其他行星之类的天体,也都是在那时候开始出现的,因为那块分子云并没有来得及全部聚拢,只是绝大部分质量走到了一起,剩下的就作为太阳系其他天体的原料了。(当然了,走到一起的那些物质,总质量占比是非常高的,你看看今天太阳的质量就知道了,占了整个太阳系的99.86%…可真"贪"啊)
  咳咳!我们把注意力再次集中到太阳身上,在经历过刚才一系列看似华丽的操作后,其实真正的大神操作才刚刚开始。
  科学家推算,只要某颗恒星的初始质量达到太阳的10%左右,那么这颗恒星就能启动它的发动机——"核聚变"!对于这种事,咱们的原恒星自然是够格了,在自身压迫性的引力作用下(进一步坍缩),恒星核心区域的温度开始超过了1000万摄氏度(目前太阳的核心温度在1500万摄氏度),终于启动了核聚变。
  而核聚变这种事就得请上爱因斯坦了,他著名的质能方程告诉咱们,一点微小的质量也能释放出巨大能量,于是恒星核心区域就会产生一个巨大的辐射压,最后这个辐射压与外部引力五五开,此时恒星终于稳定了,这时候我们就能把它叫做太阳了,如果高大上一些,此时的状态就被称为"主序星"!
  这种状态的持续时间很长,当然了,说时间长是针对咱们的太阳,它持续时间大约是100亿年。而质量再大的恒星就没有这么长了,因为…咳咳,不对,再说下去就跑的太远了,现在正好可以介绍到题目中的光子了,另起一行吧,请看下段。
  当咱们的太阳稳定后,之前也提到了一个辐射压的名词,实际上这个过程就开始有光子产生了。咱们从头捋一捋,辐射压的源头是核聚变,而核聚变到底是怎么回事呢?简单来说,就是原子核之间相互结合,形成一个质量稍大的新原子核,具体到太阳上就是氢核变成氦核,那么在这个过程中,初始质量和最终质量中间差个损失质量,而根据爱因斯坦的质能方程,这部分损失质量就是能量的形式溜走了,或者叫以摧枯拉朽之势向四周爆发了。
  随后咱们再仔细深入这部分能量中,发现氢核聚变释放出的东西就包含中微子和光子!主角终于闪亮登场了!不过这时的光子能量极高,被称为伽马射线,也就是频率极高的光子,而且这种状态的光子还不属于可见光范围,也就是人类看不到!…尴尬了,既然人类看不到,那么平时那个明亮的太阳是怎么一回事呢?
  于是顺理成章的结论出现了:光子在从核心区域飞往太阳表面时,能量被吸收了很多,最终有的变成了可见光。嗯,这样就讲的通了,那么接下来就得研究,光子到底经历了啥,使得它疲惫不堪?
  为了来个形象的比较,咱们把中微子搬出来,它属于宇宙中隐形人,几乎不与其它物质发生作用,而它本身的质量又非常的小,因此它的速度并不慢,比光速差不了多少。而前面开头第三段也说了,太阳的半径大约70万公里,光速为每秒30万公里,因此中微子从核心区域跑出太阳仅仅需要两秒多。
  那么光子呢?机智的朋友可能从上段看出来端倪,重点就是"与其它物质发生作用"。没错,中微子性格孤僻,不愿意凑热闹,而光子就不一样了,它是个社交达人,哪里有人都得去插一脚。从太阳内部到太阳表面,这一路上它不断的被其他物质吸收再发射,或者散射,这些过程使其走向低能量的光子,就这么不断的走下去,它也不感觉腻,以至于这短短数十万公里的路程,光子最后要耗费数万年乃至数十万年以上的时间才得以通过。当然了,光子的速率一直保持在每秒30万公里(注意,这里没有使用速度这一词),光速不变原理和这个没有冲突。
  随后当光子不断的降低能量直到终于抵达太阳表面后,它就开始了征服星辰大海的旅程,其中的一站便是地球,由于地球和太阳相距的平均距离为1.5亿公里,简单计算就能得出,光子需要耗费8分20秒左右的时间即可抵达地球。
  因此我们从时间上追溯,发现此刻照射到人类、建筑物、植物等等身上的阳光(数不清的光子组成),光子的平均年龄可能都在数万年乃至数十万年之上。而对于人类而言,往前推数万年之久,那时候咱们在干啥?估计在用树叶、茅草、动物皮毛之类的东西遮羞呢!
  这篇文章的内容到此结束。
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