太阳给人类带来什么样的作用(太阳堪称万物之母)
要知道,太阳作为太阳系中的恒星,体积和质量可谓是相当之大。据悉,太阳的质量为1.9891乘以10的30次方千克,直径更是接近140万公里左右。此外,地球也被称为“万物之母”,因为目前人类可以直接利用的只有太阳能。比如说太阳能光伏发电站,可是除了太阳能之外,风能、水利等均可以统称为太阳能。
之所以这样说,完全是因为风和水力均为太阳辐射,导致地球水汽循环、大气循环之后产生的能源。至于煤炭和石油、天然气,则是通过有机物将太阳能转换为固化碳存在体内。然后将其埋藏于地下,经过复杂地质化学作用变成石化燃料,因此太阳被称为“万物之母”。可是太阳留给人类的时间却不多了,甚至可以说是成也太阳,败也太阳。之所以会出现这种情况,首先是因为太阳的燃烧过程相当于一个核聚变过程,每秒消耗6.5亿吨氢元素,聚变成氦气之后,质量将会亏损420万吨左右。通过质能转换的方式,变成能量向宇宙空间进行辐射。
可是地球赤道每个平方都能获得接近1.4千瓦的功率,太阳燃烧速度如此之快,已经燃烧近50亿年,为何还没有燃烧完?这就要说到曾经在1928年,伽莫夫发现了量子遂穿效应。简单来说就是太阳中心最丰富的氢同位素氕,可以在没有满足未来计算的温度下,以量子力学的概率方式穿过原子核位势。这就意味着,氕聚变之后形成氘,氘聚变之后会形成氦三,而氦三聚变又会形成氦四。也可以认为是氘的产生就相当于是烧火,燃烧物越多火就会烧得越旺。可是太阳作为一个直径大约在140万千米的恒星,燃烧位置却发生在内核附近。
这就意味着燃烧越快,寿命就越短,然而按照太阳每秒燃烧6.5亿吨氢元素来计算,这辈子可能见不到太阳燃烧完的那一天了,甚至再过十辈子也不一定能燃烧完。可是面对太阳目前的燃烧速度,外界认为也许再过10亿年,太阳的辐射将会增加10%左右。之所以会有这样认为,完全是因为太阳属于一颗黄矮星,内核燃烧会变成氦。然而目前并没有达到氦气聚变的温度,所以这些氦气就会暂时聚积在太阳内部。
可是一旦内核的氢气燃烧完之后,外壳与内核交界处的氢气就会继续燃烧。如果聚集的氦气达到燃烧温度之后,太阳内部的内核就会进行迅速燃烧。到了那个时候,太阳表面的温度将会进一步提升,对外辐射也会增加。所以说外界才会认为,再过10亿年,地球也许就不适合人类居住了。20亿年之后,地球就彻底没法待了。
(文/华强)
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