太陽既然是個火球,那太陽靠什麼在太空中燃燒,燃燒的空氣又從哪來?

路人甲1305561

太陽在空中發光發熱,看起來像是在燃燒,其實不然,太陽並不是在燃燒!當然討論這個問題也沒有多大的意義,太陽是宇宙中熊熊燃燒的火球,將太陽比喻成火焰也不是不可以的。


從組織的構成上來講,火焰、核聚變和太陽大氣有深刻的相同之處。火焰本質上是一團電離氣體,在適當的條件下,可燃物發生氧化反應,氧化反應提供的能量使得氣體電離,電離氣體中激發態電子向低能級躍遷,與此同時發出了可見光,形成我們所看見的火焰。同樣的,太陽大氣也是一團電離氣體,從這個方面來講,太陽就是一團懸浮在宇宙中的超大的火焰,說太陽是在燃燒,似乎也沒有什麼不妥。

很多的人第一反應是核聚變,的確不可否認的是,太陽核心的核聚變,是太陽能夠維持幾十億年發光發熱的最終的能量來源,但是正如我前面所說的,太陽的表面和內部是有著很大的區別的,在太陽上,核聚變只發生在太陽的核心。如此一來,中心的能量得傳遞出去才能被外界吸收啊,同樣的只有傳遞出去才能夠形成我們看見的光啊。那麼太陽中心區的能量是怎麼傳遞出去的呢?太陽中心區的能量傳遞主要依靠輻射形式。但是啊,這個傳遞並不是很容易達到,通常而言光子從太陽的核心到達太陽表面,需要經過太陽內部的輻射區和對流區,而傳遞的時間長達上百萬年。

這主要是因為這趟旅程太難走了,所以從這個方面看來太陽內部發生的核聚變是無法直接影響到太陽表面的活動。

這麼說來,火焰狀結構的本質並不是核聚變,那到底是什麼呢?關於這個問題,我的知識也有限,只知道目前的主流觀點是磁重聯,因為太陽表面的磁場的環境與地球相比很不一樣,它表面的物質處於高電導率的等離子體狀態,使得磁感線能夠與其一起運動,於是這些物質會沿著磁力線排布,同時被蹦得緊緊的,越蹦越緊,就像彈簧一樣不斷儲存能量,等到了一定程度的時候,就像扭曲過度的彈簧會斷裂一樣,猛地一下子把能量又給釋放出來,這就是磁重聯。

按照現有的理論,磁重聯,是太陽表面所有高能現象的來源。


鏡像宇宙

我們常說的燃燒,是一種化學反應,燃燒過程中釋放光和熱,而把太陽說是火球,其實是比喻而已,太陽在太空中不是燃燒,況且那裡也沒有氧氣,太陽的光和熱來自太陽內部的核聚變反應。

太陽,位於太陽系中心,是一顆質量巨大的氣態星球,從化學組成來看,太陽質量的大約四分之三是氫元素,剩下的幾乎都是氦元素。從太陽的中心到大概四分之一太陽半徑處是太陽的核反應區,這裡的溫度極高,壓力極大,在這種極高溫高壓環境中時刻進行著核聚變反應,就是四個氫核聚變成一個氦核的熱核反應過程。根據質能方程,核聚變反應的結果就是產生巨大能量,向太陽四周釋放,這就是太陽發光的源泉。

有人擔心,一直進行的核聚變反應,會把太陽的質量給被耗完嗎,通過核聚變反應速度來估計太陽內部的氫元素含量,結論就是太陽大概還能正常工作50億年,所以我們人類對此無須任何擔心。


震長

說“太陽是個火球”是比喻用法。太陽並不是一個“火球”,實際上也沒有在太空中“燃燒”,當然更不需要空氣了。

這個問題其實已經被問過很多次了,本來不想回答的,但是鑑於有些答案說的有問題,所以不得不寫兩句。

大家都知道,太陽的巨大能量來自其核心的聚變反應,然而這裡面有兩點需要澄清一下。

第一:太陽的核心並不大,只佔太陽半徑的四分之一左右,太陽體積的1.6%左右。

有些答案(不止一個)裡面放的這個圖,似乎是隨便ps的,以至於問題多多,比如沒有正確描述太陽的內部結構,誇大了太陽產生能量區域的大小,誇大了該區域的溫度分佈,而且還少畫了輻射區等。

錯誤的太陽結構圖,圖片來自某些答案↓


↓正確的太陽結構示意圖,中心白色區域是日核,日核外面是輻射區,再往外是對流區,圖片來自wiki↓

第二:太陽核心並不是像氫彈爆炸一樣,太陽產生能量的功率並不高,遠沒有地球上燃燒的火球那麼高。

即使在太陽中心(半徑為零的地方),溫度也並沒有高到聚變反應可以很快很順利的進行,所以

一立方米的太陽物質聚變產生的能量的功率只有兩百多瓦,還不如一個小電飯鍋。從太陽中心向外,溫度和密度都會降低,功率也會下降。

↓太陽內部越往外溫度越低,日核中心有上千萬度,日核外部降到幾百萬度,圖片來自NASA↓

那為啥太陽有那麼大能量呢?

因為太陽很大很大

,太陽半徑約7億米,算下來日核半徑約1.75億米,日核體積約為22億億億立方米,所以即使平均下來每立方米日核物質的功率只相當於一個17瓦的燈泡,太陽還是可以產生足夠的能量來照亮我們的太陽系。

最後,正因為太陽產生能量的效率這麼低,才可以持續發光發熱幾十億年,讓地球有足夠長的時間演化出人類。

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喬小海

太陽既然是個火球,但是太陽並沒有在太空中燃燒,而是利用核聚變反應來發光發熱!

那麼什麼是核聚變反應呢?就是如上圖所示,藉助氫元素的同位素,氘和氚進行來生成氦原子和一箇中子,同時釋放巨大能量。這個熱量就足以讓太陽釋放巨大的光和熱,從而是太陽看起來像一個大火球!但是,這個火球可不是靠燃燒形成的,因而也不需要空氣!

而太陽質量中超過75%的都是氫元素。因此,太陽上面有足夠多的氫元素來進行核聚變反應,從而不斷來發光發熱。

具體過程就是在太陽的核心出通過氫元素的同位素,氘和氚的核聚變反應變成氦元素,從而使太陽核心溫度為2000萬開爾文度,然後熱量被氦原子吸收,而氦原子通過對熱對流把熱流傳送到太陽表面。從而使太陽表面發光發熱,看起來像個火球!


地震博士

燃燒是一種化學反應,可燃物與氧化劑(大多數情況下是氧氣)發生劇烈的氧化還原反應,由此釋放出光和熱。在反應過程中,原子種類和個數並沒有發生變化,而只是原子之間的重新排列,這就是化學反應的元素守恆原則。

雖然太陽就像一個熊熊燃燒的大火球,但太陽其實並沒有發生燃燒反應,它的光和熱來自核聚變反應,而這個過程不需要空氣(氧氣),並且太陽自身以及太陽所處的空間也沒有氧氣。儘管太陽的組成元素包括氫(質量佔比73.5%)、氦(24.9%)、氧(0.8%)、碳(0.3%)等元素,但它們並不會發生化學反應,而且它們也不是以我們所熟知的常規狀態而存在。在太陽的高溫環境中,電子將會脫離原子核的束縛而自由運動,從而形成等離子體。

太陽的核聚變只會出現在核心的高溫高壓區域,其他部分不會發生核聚變反應。在距離太陽中心小於太陽半徑的25%的核心區域,由於溫度和壓力變得極高,使得氫原子核能夠相互碰撞形成氦原子核。這種從氫到氦的核聚變反應主要有兩種方式,第一種是質子-質子鏈反應,第二種是碳氮氧(CNO)循環。對於太陽這種質量級別的恆星,能量的來源主要是第一種反應,佔比達到了99%。無論是哪種方式,淨反應都是四個氫原子結合為一個氦原子核。在此過程中,將會損失一小部分的質量,它們則會轉化為光和熱被釋放出來。此外,氫彈的原理與太陽的核聚變反應是一樣的,只是氫彈使用氘和氚(都是氫的同位素),它們更容易聚變成氦。


火星一號

太陽不是燃燒,而是核聚變。

我們都聽說過原子彈和氫彈,也知道太陽,三種有著相似之處。原子彈屬於核裂變,而太陽和氫彈都是核聚變,聚變可以產生巨大的能量。

什麼是核聚變?

在高溫和高壓下,核外電子擺脫原子核的束縛,使得兩個原子核吸引撞擊聚合在一起,

發生互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),大量電子和中子從原子核的束縛中逃出,,從而釋放出巨大的能量。

太陽的組成與核聚變

太陽主要是氫和氦組成,其他成分很少,如氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%。太陽不斷通過氫元素合成氦元素髮生聚變反應,無時無刻不在釋放著光和熱。

核聚變和燃燒不一樣

燃燒需要氧氣,核聚變不需要氧氣的存在。太陽不是燃燒而是核聚變,自然太陽也就不需要周圍的空氣。

太陽質量巨大,質量佔到整個太陽系總質量的99.86%,科學家預測,太陽至少還能夠堅持50—60億年。


地理愛好者

沒有氧氣可以燃燒?

如果你把燃燒定義為氧氣參與的氧還原話反應的話,沒有氧氣確實無法燃燒的。不論燒什麼,柴火,煤氣,木炭都需要氧氣。

無氧氣的燃燒

但是如果把燃燒的概念擴展一下,很多多發光發熱的化學反應其實並不需要氧氣。如鎂條在二氧化碳中燃燒。

上圖是鎂條在二氧化碳中燃燒

但是太陽的光與熱與它們有什麼不同?

上述講的都是化學反應,反應的最小單位就是原子。而太陽不同。它產生的是一種叫做核聚變的反應。這種反應能放出巨大的能量。大到人類目前都無法正常使用這種力量,只能拿來造氫彈炸別人。

上圖是氫彈的蘑菇雲

核反應與化學反應的不同之處在於,它連原子都改變了。

太陽這顆氣體星球裡面的氫不斷聚變生成氦。根據愛因斯坦的質能方程,這一過程產生了巨大的能量,被太陽釋放到宇宙中,這就是我們接受到的太陽光了。

愛因斯坦和他的質能方程


兔肉菌

太陽是一個星球,在他裡面有高級生命!只不過是那些高等級的生命不像我們人類,呼吸氧氣放出二氧化碳,,,它們就像原子核一樣,吸收能源(我們不知道具體)放出的是熱量!終而復始在宇宙中不熄不滅!!!


懂得真西

經過科學家的研究,太陽的光和熱是由氫原子核聚變產生的,也就是常說的原子核爆炸。並不需要空氣。

氫原子核聚變以後就會變成氦,然後氦原子聚變,同樣放出巨大的能量,也就是光和熱。

天文學家、法蘭西學院教授讓*克洛德*佩克在法國科學院宣佈的研究結果,太陽的壽命約為150億年。根據這一結論計算,太陽還能存在100億年。

還有科學家認為,太陽在存在150億年,核聚變結束後,密度變大,體積縮小,就會成為白矮星,溫度會再次升高,這個過程大約持續50億年,所以太陽能存在約為200億年。如果是這樣,太陽還可以存在150億年。 郭百訓


郭百訓發明一種棋

太陽是在燃燒自己嗎?顯然不是。其實,就目前現代人的科學認知水平,對於宇宙及太陽系而言,仍在不斷研究探索當中,還有諸多未解之迷。

目前研究表明,太陽是個“熱等離子體"與"磁場"交織著的天體。它的體積是地球的130萬倍。太陽上佔百分之九十八以上是氫,以及氧,碳,氖,鐵等重元素,是採取“核聚變 "的方式向太空釋放光和熱。因此,太陽並不是在燃燒自己。

聊此話題,全當是複習重溫曾經的中學課程。這個問題沒有個人發揮的空間。謝謝閱讀。



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