时间: 2021-06-29 11:58:33 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 100次
因为太阳数十亿年以来,一直都在自内而外的进行核聚变运动,在太阳步入老年期,将自己的燃料耗尽之前,他永远都是那个永不熄灭的火球。我们都知道,太阳,是我们赖以生存的家园“太阳系”里的大家长。
可以说,太阳是货真价实的文明摇篮,是它数十亿年如一日的发光发热,兢兢业业的为人类提供各种生存资源,我们才能高枕无忧,繁衍生息到今天。二零一八年,在贺岁档上映的《流浪地球》科幻电影,假设了一种太阳即将熄灭的背景;
到时候,人类只能带着地球去宇宙中漂泊,寻找下一个港湾。不过话说回来,浩瀚宇宙,可以说绝大部分地带都相当寒冷。据数据显示,宇宙中的平均温度大概在零下两百七十一度左右,接近绝对零度。可以说,太阳就生存在一个“冷藏室”里。
可是,太阳为什么还没有因此被熄灭呢?这是一个老生常谈的话题。太阳表面温度高达八千度,内核附近的高温更是达到了两万度以上,是茫茫太空中,毋庸置疑的一颗“火球”。
但是,它一直以来,却能无视太空中的寒冷环境,这当然是因为它温度的来源,是“核聚变”运动的缘故了。太阳属于恒星当中的黄矮星,数十亿年以来,一直都在自内而外的进行核聚变运动。
太阳的质量达到了整个太阳系的百分之九十九以上,因此,它有着殊不知尽的燃料以及充足的质量。在它散发热量的时候,的确也会逸散一部分质量;但是,对于它庞大的‘体重’来说,根本就是九牛一毛。
根据热能方程式,太阳起码需要十亿年左右,才能完全把自己的燃料“挥发”。到时候,它才会步入老年期,逐渐熄灭。
宇宙如此空旷寒冷,为什么源源不断的寒冷却熄不灭太阳?
首先需要说明的是,这个问题说的有点过了,毕竟太阳只是宇宙中的极为渺小的一颗即将步入中老年的恒星,即便是在咱们所在的太阳系所处恒星系统银河系内,太阳也只是很普通的一员。在银河系内有大约3000亿颗左右的恒星,而太阳的质量仅相当于银河系的1/1500000000000,即银河系的质量约为太阳的1.5万亿倍。
而宇宙是由星系群、星系团、超星系团、超超星系团等各个层级“组成”的,因此可想而知宇宙中有多少颗类似于太阳的发光发热的恒星,甚至是恒星“死亡后”所形成的白矮星、中子星以及黑洞和分布在各星系群中的星团、星云以及各种类型的星际气体,由此可见,宇宙中并非绝对的空旷。
大家都知道太阳是太阳系的中心天体,占了太阳系99%的质量,不仅如此太阳还是一个名副其实的巨大“氢气球”,氢占了太阳总质量的3/4,剩余的绝大部分是氦,仅有少量的氧、碳、氖、铁以及其他的重元素。
由于太阳质量之大,约为1.9891*10³⁰千克,在重力作用下其内部产生了高温高压的环境,达到了氢原子发生热核反应条件,即4个氢原子核聚变成1个氦原子核,因此太阳便通过核聚变的方式向太空释放光和热,而这种核聚变所释放的光和热与简简单单的生火做饭燃烧柴火所发出的光和热存在本质上的区别,是水和所谓的“寒冷”不能“浇”灭的。
不过大约再过50~60亿年,随着太阳内部氢元素的耗尽,由于太阳内部所产生的辐射力小于向内的引力时,导致太阳的核心开始收缩、塌陷、升温,由此便开启了氦元素聚变为碳的过程,而氦元素的聚变其温度更高,这就导致了太阳体积不断扩大,其半径扩大约200倍,这也就相当于太阳的外层或将延伸到地球或者火星目前所处的公转轨道附近,届时地球文明将何去何从目前尚在研究之中。
在地球上生活,我们很难找到一个完全真空的环境,我们的眼前总是充满了各式各样的物质,即使我们将自己封闭在一个漆黑且看似空无一物的房间里,在我们的眼前仍然存在着大量的气体分子,而其中大部分都是氮和氧。
我们的身边虽然物质充盈,但放眼宇宙,空旷却是永恒的主题。温度的本质就是运动,而物质的运动永不停止,即使一块冰冷的石头,它内部的子也始终处于运动之中,只不过它们的运动并不是很快,所以石块的温度并不是很高。如果运动完全停止,那么温度就会降到最低,也就是我们所说的绝对零度,即-273.15摄氏度。由于温度的本质是物质的运动,所以在一个空间之内,物质的密度越低,空间的温度也就越低,而宇宙的温度为-270.42摄氏度。
-270.42摄氏度,这是宇宙微波背景的温度,它与绝对零度已经相当接近了,这个数字直观地说明了宇宙十分空旷,它几近真空。
如果按照真实的比例,根本无法在一张纸上画下整个太阳系。举例而言,如果我们在一张纸上画一个直径为一厘米的太阳,那么地球应该在哪里呢?地球应该在距太阳一米以外的位置,因为地球与太阳之间的距离是太阳直径的108倍。
由此可见,宇宙中天体之间的距离实际上非常遥远,宇宙的空旷令人颤栗。
然而世界上空旷的地方不仅宇宙,与浩渺宇宙相对的微观世界同样空旷异常,比如子,子是一种微观物质结构,它很小很小,只有借助于能够放大数百万倍的电子显微镜,人类才能够看到原子的真容。令人感到意外的是,就是这样一个小小的原子,它的内部其实也是极度空旷的。
就拿氢原子来举例吧,氢是宇宙诞生之后最早出现的元素,它质量很低,而且原子结构也极其简单。氢原子由一个原子核和一个核外电子所组成,而氢原子所谓的原子核实际上就是一个质子而已,这个正价的质子与负价的电子就组成了氢原子。那么质子有多大呢?质子的半径约为0.833*10∧-15米。
质子很小,而电子的个头比质子还要小得多,而其具体的半径现在还无法确定。
有趣的是,氢原子的体积比一个质子加上一个电子的体积要大得多,如果我们在一张纸上画一个直径为一厘米的质子,那么氢原子则是一个直径在一公里以上的大圆,而这个直径一公里以上的大圆之中只有一个直径为一厘米的小球以及一个比这个小球更小的电子,其空旷程度完全可以和宇宙匹敌。
现在问题来了,为什么宏观的宇宙世界与微观的原子内部都如此空旷呢?如果说宇宙和原子真的如此空旷,这确实是一件令人费解的事情,但一位英国的物理学家却认为宇宙并不空旷,原子也是如此,所谓的“空”只是看起来的样子,实际上宇宙和原子都充斥着某种东西,而这种东西就是希格斯场。
希格斯场充盈在所有的空旷空间之中,它既存在于宇宙之中,也存在于原子内部。
值得注意的是希格斯场并不是假说,而是客观存在的,希格斯场的存在已经在2021年得到了证实。希格斯场虽然无影无踪,但却与我们身边的一切紧密相关。我们知道物质都是具有质量的,那么物质的质量是从何而来的呢?就是希格斯场带来的。
当物质在希格斯场中运动的时候,希格斯场会对运动的物质产生阻碍,就如同水对于水中移动的物体产生阻力相似,而这种阻力就是物体的质量。物质都具有质量,所有希格斯场存在于宇宙的每一个角落,同样的道理,微观世界中的质子和电子也是具有质量的,所以希格斯场也必然存在于原子的内部。当然,宇宙中也存在着一些极为特殊的物质,它们不受希格斯场的阻碍,所以它们也就没有质量,比如光子。
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