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恒星能量来自核变

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:太阳是地球上光和热的根本来源,它每秒把几亿亿亿焦耳的能量释放到太空中去,它的能量来源又是什么呢?天文学家很久以来就在思考恒星和太阳能量来源的问题。当天文学家为寻找恒星和太阳的能源而苦恼的时候,物理学家在研究原子核结构、核反应方面正在迅速地前进。恒星上最多的元素就是氢,普通的恒星拥有几千亿亿亿吨质量,核反应自然可以使恒星强烈地辐射几十亿年而不衰。

太阳是地球上光和热的根本来源,它每秒把几亿亿亿焦耳的能量释放到太空中去,它的能量来源又是什么呢?天文学家很久以来就在思考恒星和太阳能量来源的问题。

开始时,有人以为是太阳周围的陨石之类的东西不断掉进去燃烧而发出的热,但是这样需要的陨石太多了,没有这么多的陨石。

后来,有人又以为是引力,引力使太阳收缩,物质在引力作用下向中心运动,把引力势能转化成为动能,然后动能又转化为热能。就像地面上高处的物体落下的时候那样,但是仔细一算,太阳的引力能全部转化为热能,也不能用来维持这么长久而强烈的辐射。

当天文学家为寻找恒星和太阳的能源而苦恼的时候,物理学家在研究原子核结构、核反应方面正在迅速地前进。物理学家从理论上发现,原子核反应可以产生巨大的能量。把这种理论首先用来研究太阳的能源,计算的结果使天文学家和物理学家都惊喜不已。物理学家从“天上”得到了他们理论的第一个检验和支持,太阳的能源正好可以由核能源来解释,天文学家也解决了自己的难题。把核反应理论用在恒星演化上,计算的结果完全符合观测的数据,使恒星演化理论圆满地发展起来了。

在1000多万摄氏度的高温下,4个氢原子核可以聚变为1个氦原子核,聚合过程中要释放出巨大的能量,1克氢转化为氦就要释放3000千瓦小时(1千瓦小时相当于360万焦耳)的能量,相当于24000千克TNT炸药放出的热量。氦核又可以合成碳核,碳以后是氧,物质逐渐向重元素转化,越往后反应所需要的温度越高。恒星上最多的元素就是氢,普通的恒星拥有几千亿亿亿吨质量,核反应自然可以使恒星强烈地辐射几十亿年而不衰。

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