科学|太阳温度6000度，地球都被烤热了，为何日地之间的太空却冷冰冰？
地球上主要的能量来自于太阳辐射 ， 而太阳能够时时刻刻向外辐射能量主要是因为太阳内核正在发生可控的核聚变反应 。 可是太阳都把地球晒热了 ， 为什么地球和太阳之间的太空温度是接近于绝对零度的呢？
恒星核聚变反应
要了解这个问题 ， 我们首先要先搞清楚太阳具体是如何产生能量的 。 如果非要用一句话概括 ， 那应该是：物极必反 ， 都是被引力逼出来的 。 为什么这么说呢？
太阳的质量是地球质量的33万倍 ， 占据整个太阳系总质量的99.86% ， 是太阳系绝对的霸主 。 由于太阳的质量巨大 ， 所以太阳自身引力也非常大 ， 这就会使得太阳对自身的挤压非常严重 。 于是 ， 太阳的内核温度就会急剧升高 ， 达到1500万度 。
即便是到了这个温度 ， 实际上也不能触发核聚变反应 。 这是因为核聚变反应需要的条件要更苛刻 ， 至少也需要上亿度 。 举个例子 ， 科学家在引爆氢弹时 ， 都是先引爆一颗原子弹 ， 通过原子弹提供上亿度的反应温度 ， 从而引发核聚变反应 。
【科学|太阳温度6000度，地球都被烤热了，为何日地之间的太空却冷冰冰？】那太阳内核的核聚变依靠的是什么原理呢？
由于太阳内核温度极高 ， 太阳内核的物质状态就不再是我们常见的气态、固态、液态了 ， 而是等离子态 。 所谓“等离子态”指的是构成物质的原子内的电子获得足够大的能量后 ， 摆脱了原子核的束缚成为了自由电子 。 所以 ， 太阳内核中更像是各种粒子混杂的“粒子粥” ， 其中充满各种原子核、电子、光子 。
这就会增加原子核之间相遇的可能性 。 不过 ， 由于原子核都是带正电的 ， 根据同种电荷相排斥的原理 ， 原子核之间是存在着静电斥力的 ， 原子核之间要发生融合就需要克服“斥力” 。
照理说 ， 太阳是不可能发生核聚变反应 。 不过 ， 在微观世界当中 ， 存在这一种叫做量子隧穿效应的情况 。 所谓“量子隧穿效应”是指即便是需要能量的情况下才能发生的反应 ， 在微观世界中也有一定概率发生 。
只不过这个概率极其低 ， 一对原子核要融合至少需要10亿年 。 好在太阳足够大 ， 粒子数极其多 ， 即便是再低的概率 ， 在太阳这样庞大的基数面前也可以发生 。 整个过程分为3个阶段 ， 最终是4个氢原子核融合成为1个氦-4原子核 。
核聚变会产生对外的压力 ， 这就可以和自身引力抗衡 ， 确保太阳的引力不会把自身给压到坍缩 ， 这也形成了动态平衡 ， 使得太阳不会像氢弹那样一下子全炸了 。
反应前后会有质量损失 ， 这部分质量会以能量的形式释放出来 。 说白了 ， 就是内核会有光子和中微子产生 ， 光子平均要花14万年的时间才能从太阳内核来到太阳表面 ， 然后再花8分20秒抵达地球 。
那么问题来了 ， 这些光子为什么没有使日地之间的宇宙空间热起来 ， 反倒烤热了地球？
温度的本质
要了解这个问题 ， 就需要搞清楚：温度的本质 。
从微观世界的角度来看 ， 温度的本质是粒子热运动的剧烈程度 。 这是因为万物由粒子构成的 ， 但是粒子并不是整整齐齐地排在一起 ， 而是在不停的运动 ， 而且杂乱无章 。
科学家就发现 ， 如果这些粒子整体上运动得很剧烈 ， 那物质反映出来的温度就高 。 如果粒子整体上运动得不剧烈 ， 反映出来的温度就比较低 。
不过 ， 得到这样的结果是有前提条件：足够多的粒子 。 说白了 ， 如果要反映出问题 ， 首先要有足够多的粒子数 ， 如果都没有粒子 ， 实际上我们也测不出温度 ， 也很难反映出温度 。
推荐阅读
- 华为|「有速度更有温度」的路由器 华为路由系列已加入双十一全家桶
- 底阁|底阁镇“同心家园”揭牌啦，这个阵地有温度！
- 蒋华良|西浦慧湖药学院成立 中国科学院院士蒋华良担任院长
- 叶猴|科学家发现猴子新品种！长着白眼圈、已濒临灭绝(图)
- 新冠|世卫组织总干事谭德塞：唯一的希望是科学、解决方案和团结
- 天文|《自然·天文》这薄薄数米的月壤之中，记录着太阳系45亿年的历史
- 任永杰|优炫首席科学家任永杰受聘为绵阳师院优炫网络空间安全学院院长
- 科学|即使失去控制，旅行者号仍将继续远行，它会不会撞上宇宙物质？
- 钟铭聊科学|为什么中国人爱吃猪肉，而不是牛肉？原因没那么简单
- 新冠|世卫大会续会开幕 呼吁全球团结一致科学抗疫