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太阳内部的核聚变停止后我们要多久才能感受到

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    發表於 2024-7-23 21:41:41 |只看該作者 |正序瀏覽
    太阳是地球上所有生命之源。没有太阳,地球不仅无法孕育出任何生命,甚至可能根本不会存在。

    太阳通过其不断的光与热输出滋养着地球。它距离我们的星球约1.5亿公里远,以每秒30万公里的光速计算,太阳的光线需要约8分20秒才能抵达我们。这意味着,如果太阳突然熄灭,我们需要大约8分钟之后才会感觉到。

    然而,这仅是个简单的时间计算,并未涉及物理本质。从物理学角度讲,这个过程远比我们理解的复杂。尽管“8分钟”易于大众理解,但更深层次的解释仍待我们发掘。

    我们需要深入探究太阳核心的工作方式及其如何持续燃烧、发光和发热。

    在太阳核心,温度高达1500万摄氏度,每秒有6.2亿吨氢转化为氦,并损失400万吨质量作为能量释放。太阳每秒钟产生的能量相当于18亿颗核弹爆炸。

    这种核心反应产生的能量形式为高能伽马射线。

    伽马射线几乎可以穿透任何物质,对人体极为危险,可能导致癌症或死亡。

    不过,这些在太阳核心产生的伽马射线根本无法抵达地球,甚至连太阳表面也无法到达。原因在于,太阳内部的伽马射线需跨越70万公里的距离——即整个太阳直径——才能抵达表面。在这个过程中,它们会与带电粒子多次碰撞,经过无数次的吸收和再辐射后,才最终到达太阳表面。

    由于太阳内部充斥着各种粒子,尤其是核心区密集的粒子海洋,即使是能量极高的伽马射线光子也只能传播极短距离,通常几毫米后就会被粒子吸收重新辐射出去。

    每一次的吸收和再辐射都降低了光子的能量,原本高能的光子就像是不断与致密粒子相撞的玻璃球,每次撞击都会失去部分能量。这样经过无数次撞击后,光子在抵达太阳表面时已经大大减弱了能量。

    光子的旅程并不是一帆风顺的。因为碰撞的随机性,一些光子需要较长的时间才能到达太阳表面,而另一些则较快。因此,当光子最终到达太阳表面时,其携带的能量各不相同,形成了一个连续的辐射光谱。

    尽管光子以光速前进,但整体过程相对缓慢。科学家估计,从太阳核心出发至抵达表面的光子可能需要长达17万年的时间。

    能量更高的光子(如X射线和紫外线)因其碰撞次数较少,所以更快地到达太阳表面。

    相反,一些不幸的光子会在旅途中经历更多碰撞,损失更多能量,以至于它们到达太阳表面时已无法形成可见光,甚至只剩下红外线。

    因此,即便太阳瞬间停止核聚变,我们也无法在短短8分钟后察觉到这一变化。实际上,在接下来的一万年间,太阳仍将如同往常一样照耀着我们,因为即便是核聚变终止后,那些仍在途中的光子足以维持其光辉。

    直到一万年后,当能量较强的X射线和紫外线开始消失,我们才会意识到太阳正在冷却。我们将看到太阳的颜色逐渐由黄变橙,进而转为红色、深红,最终陷入一片漆黑。

    大约17万年后,当太阳不再发射可见光,只留下红外线时,意味着核聚变终止后的余晖终不敌太阳自身的重力,导致其开始坍缩,标志着太阳的终结。

    虽然听起来可怕,但幸运的是,这种灾难性的事件不会在短期内发生。除非几十亿年后太阳燃料耗尽,否则它将继续照耀我们的地球。

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