如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

明天坏女人


这颗氢弹怎么在送到木星上、怎么引爆是提问者的问题,这里只解释引爆之后会发什么!氢弹在木星上引爆并不会激发木星上的氢进行核聚变。

太阳系八大行星中无论是从质量上还是体积上来看木星都是老大,木星的质量是其他七大行星总质量的2.5倍,体积差不多是地球的130万倍。木星是气态行星主要是氢和氦组成,和恒星的组成成分是一样的。

木星曾遭受过远比一颗氢弹能量要大的天体撞击,最著名的就是1994年彗木相撞。一颗名为苏梅克-列维9号的彗星被木星的潮汐力所瓦解,排着队撞向木星的怀抱。由于木星质量巨大引力大提供的动能就大,每一颗碎片撞击木星产生的破坏都远非一颗氢弹能比。然而木星也没有什么事情,没有发生核聚变。

在宇宙中像木星一样的气态行星是普遍存在的,而宇宙中的天体撞击也不是什么罕见的事。如果每次撞击都会引爆一颗气态巨行星,那么宇宙中就特别有意思了。

核聚变的条件是极其苛刻的,对于恒星而言会因自身的引力塌陷作用在内核处产生极高的温度和压力。极高的温度和压力可以提高氢的碰撞聚变几率,所以说即使在太阳的内核处氢的碰撞聚变也是要看几率才会发生。而像提问中所说的氢弹激发木星核聚变是根本不可能的,这并不是像把一个烟头扔到一堆火药上那么简单。



科学黑洞


不会。氢弹或许能够使木星上的极少数氢原子核发生核聚变反应,但木星并不会因此而变得像恒星那样持续进行核聚变反应。

木星的元素组成跟恒星很像,主要成分为将近四分之三的氢和将近四分之一的氦。但恒星能够进行核聚变反应,而木星却不能,其根本原因在于木星的质量太小了。

由于氢原子核非常小,并且它们之间存在巨大的电磁力排斥效应,所以想要使它们互相碰撞在一起,需要极高的温度和压力。只有当天体的质量足够大时,强大的引力坍缩效应挤压核心部分,使得那里的温度和压力高到足以启动可持续的氢核聚变。核聚变只发生在恒星的核心区域,其他区域则因为温度和压力太低而无法进行。而木星的质量太低,核心区域中没有条件发生氢核聚变。

人类制造的氢弹并非直接就能引爆,这需要原子弹爆炸产生的超高温,比恒星的核心温度还要高。因为人类无法产生巨大的压力,只能通过尽量提高温度来弥补。而且氢弹用的是氢的同位素氘和氚,它们比氕更容易发生核聚变反应。

如果把氢弹投放到木星上,超高的温度可能会促使极少数的氢进行核聚变,但这种反应无法持续下去,因为没有持续的高温和高压。要知道,当年当量相当于12万枚5000万吨TNT氢弹的苏梅克-列维九号彗星撞上木星,也没能把木星怎样。如果要点燃木星的核心使其成为恒星,只能给木星增重,让它的质量增加到原来的80倍,这样就能引发可持续的氢核聚变。


火星一号


木星是太阳系最大的行星,其元素构成和太阳很相似,氢元素含量占到了星球总体的75%以上,而太阳就是一个时刻进行着氢核聚变的天体,那么能发射一颗氢弹引爆木星上的氢核聚变,让它成为太阳这样的恒星吗?很遗憾,这是根本不可能的。


木星上面的氢元素很多,其内部的温度据推测也高达3万摄氏度,但是这距离点燃恒星内部的氢核聚变仍然很遥远,至少需要有二三百万摄氏度的高温才能达到,例如太阳中心的温度高达1500万摄氏度,其实木星之所以不是恒星,根本上不是因为它的元素含量,而是因为它的质量,理论上一个星体只有达到木星质量的80倍,才能启动内部的氢核聚变成为恒星,而这也只是成为最小的恒星了,所以很显然这是不行的,木星的质量只有最小恒星质量的1/80,所以即便整个木星都是氢元素,那也是不可能点燃内部的氢核聚变成为恒星的。

↑太阳、木星、地球、月球的体积比例

其实木星经常遭受一些小行星的撞击,这些撞击产生的能量丝毫不亚于氢弹爆炸,特别是1994年苏梅克-列维9号彗星撞击木星的事件,其产生的能量相当于如今地球上所有核武器爆炸产生能量的几千倍,然而木星还是那颗最大的行星,没有任何核聚变的迹象。所以用氢弹把木星引爆成为恒星的想法其实很搞笑。

其实要想让木星变成恒星,理论上讲也并非什么难事,只需要给它增加质量就行了,只要有足够物质(各种物质,并非单一元素)加到木星上面,使木星的质量达到木星的80倍,那么它很可能就会引发内部的氢核聚变而成为一颗恒星,但是在可见的未来中,这却几乎是不可能实现的。因为在我们的太阳系中,根本没有足够的物质供木星成为恒星了。



在我们的太阳系中,太阳自身的质量就占到了太阳系总质量的99.86%,剩下的0.14%中,木星自己又占到了一半以上,八大行星除了木星之外的其他行星加起来只有木星质量的2/5,所以整个太阳系中除了太阳之外,把所有的剩余物质都加到木星上面,都无法再使它成为恒星,因此木星虽然常被称为“失败的恒星”,但是从太阳系的物质分布来看,它基本上是不可能再成为恒星了。


人类的方向


答:当然不能,核聚变需要在非常高的压力,以及上千万度的高温下,才能持续进行。


木星主要由75%的氢元素和25%的氦元素组成,其他元素的含量加起来不到1%;太阳主要由71%的氢元素和26%的氦元素组成,其他元素加起来大约占3%。

在太阳内部,主要进行着氢元素向氦元素的聚变,并释放大量能量,太阳中心温度有1500万度;木星和太阳的成分如此相似,之所以木星的氢元素不发生核聚变,是因为达不到核聚变的条件。


在木星内部,有着很高的压力和温度,据科学家推测,木星的核心温度高达28万度,在大型天体内部,氢元素聚变的开始温度需要大约1000万度。

比如人类制造的氢弹,在爆炸瞬间,爆炸中心点的温度高达2亿度,足以点燃氢弹携带的氢元素(氘和氚)发生聚变,这也是氢弹爆炸的原理。


如果把氢弹扔到木星上引爆,氢弹爆炸的能量是向外辐射的,能量在空间中的衰减非常快,所以根本无法点燃木星上氢元素的核聚变,氢弹爆炸产生的高温也无法维持。

实际上,每年都有不少小行星撞击到木星上,比如著名的苏梅克-列维9号彗星,在1993年撞击木星,撞击释放的能量相当于80万颗沙皇炸弹(人类试爆过最大的氢弹,相当于5000万吨TNT当量)。

即便如此,也从未引发过木星氢元素持续聚变,要想木星上的氢元素持续聚变,唯一的办法就是增加木星的质量:

(1)当木星质量增加13倍时,内部温度有数百万度,可以进行缓慢的核聚变反应,成为一颗褐矮星;

(2)当木星质量增加大约77倍时,内部温度将超过1000万度,氢元素的核聚变将彻底点燃,此时木星将成为一颗真正意义的恒星。


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艾伯史密斯


额。。这是想象力过度了,核聚变的条件非常严苛,而木星所具备的条件还远远达不到标准。

并且这和有没有外部引爆没有关联,即便你在上面引爆一颗氢弹,也顶多带着木星上的一丢丢氢元素发生核聚变,随后也就偃旗息鼓了。

木星是太阳系八大行星中的老大,它的质量是其他七个兄弟总和的2.5倍,并且它的组成成份和太阳很像,主要元素都是氢和氦,并且比例也差不多。但木星就没有太阳那么好的命了,因为它的质量相比太阳而言,实在是太小了,因此它无法自身启动核聚变。

↓木星大红斑和地球的对比↓

这一点是最关键的,木星它自己没法启动核聚变,因此质量太小了(一般要达到太阳质量的10%左右,才能变成恒星)。质量的不足,导致它的核心压力过小,温度也不达标,反观太阳,它有着整个太阳系99.86%的质量,核心温度达到了1500万摄氏度,又在引力约束的条件下,才发生了每秒净损400多万吨的核聚变能量释放。



所以即便你给木星投入一颗氢弹去试着引爆它,到头来也只是烟花一场,转瞬即逝。

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赛先生科普


核聚变反应的本质就是将两个较轻的原子核结合在一起,形成一个较重的核,在这个过程中,会将一部分质量转换成能量释放出来。


图:氢(氕)聚变成氦4的过程

要将两个原子核合并到一起,需要克服原子核周边电子之间的电磁排斥力(都带负电荷,同性相斥),所以需要高温将原子加热成为等离子体(电子获得能量逃逸了),使原子只剩下原子核。原子核中又有同带正电荷的质子。这就需要极高的温度(原子核震动速度加快,碰撞的能量更强大)和压力,使原子核克服质子间的电磁排斥力,进入强相互作用力(核力)能够作用的范围。

强相互作用力的作用范围非常短,只有10∧-15 m,差不多就只在原子核内部发生作用。一旦两个原子核进入强相互作用力能够发生作用的范围,这个力就会将两个原子紧紧的拉在一起形成一个新的原子。

图:太阳

在太阳的核心处(半径的30%以内)无时无刻都在进行着这样的核聚变反应,每秒钟可将6.2亿吨氢聚变成氦。之所以太阳的核心处能进行核聚变反应,是由于其巨大的质量(占整个太阳系质量的99.86%)制造的压力和温度使得核聚变反应能够发生。

图:氢弹爆炸



一颗氢弹爆炸所产生的压力和温度可能在爆炸的瞬间和爆炸核心处提供核聚变反应的条件,但爆炸过后这些条件就消失了,核聚变反应就自然停止。在海水中同样有大量的氢元素,人类在海里爆炸了很多颗氢弹,都没有点燃海水的核聚变就是这个原因。

木星曾经遭受过无数质量较大的小行星或彗星的撞击,撞击释放出来的能量远大于人类制造的氢弹的威力,同样无法点燃氢的核聚变。




图:发生1994年的苏梅克-利维9号彗星


撞击木星

如果要点燃木星的核聚变反应,唯一办法就是增加木星的质量。点燃木星核聚变至少需要达到13倍木星的质量,这才能提供氚氘核聚变反应的条件,这也是最容易进行的核聚变。但是,木星的质量已经是太阳系中其他行星质量的2.5倍了。所以,点燃木星是目前人类办不到的事情。


讲科学堂


不能!


木星与太阳☀的构成成分相似,是一颗主要由氢构成的气态行星,但木星的质量和体积仅有太阳☀的1/1000。它表面的温度是-168℃,表面气压仅20-200kPa。如果要让木星形成核聚变,需要几亿Pa的大气压和几千万开的高温,就是氢弹爆炸使局部达到了这项指标,也无法让这微小的核聚变维持下去。它的能量还不及苏梅克-列维九号的彗星撞击。

一颗氢弹不够,那就多投几颗呢?我们看看目前威力最大的氢弹是俄罗斯的沙皇氢弹,有5000万当量的威力。即使这个氢弹在地球上爆炸,也无法让地球有任何改变,何况是体积比地球大1316倍的木星!



关于氢弹对于木星的能量,我们自然会联想到1994年的苏梅克-列维九号的彗星对木星的撞击。它的威力相当于6万亿吨TNT当量,能量是全球核弹总和的750倍,但这颗彗星被木星撕成了25块碎片才砸落在木星上,仅留下了25个红斑。简直是蚂蚁撼大树啊!

显然就算投几千颗氢弹也是无法激发木星上的氢聚变的,不过可以免费为它挠挠痒。


弄潮科学


木星,是一个巨大的液态氢星球。其高层大气是氢的含量比占到百分之九十二。氢气是易燃气体,这是我们都知道的。也是目前最清洁的能源,燃烧产物只有水。

曾经有朋友说过,既然木星氢那么多,能不能去点燃它。我只能说想多了。氢的燃烧是需要氧气参与的,木星痒含量极少,你看看木星天天打闪电也没见它把自己点燃。

那么显然靠点燃是行不通的,那么,能不能用氢弹爆炸让它聚变呢?这个可以这样说,也和点燃木星没什么两样,行不通。



氢的聚变条件非常苛刻,必须在高压,高温下才有可能。人类爆破氢弹,首先是由内部原子弹爆炸产生高温为条件,从而再聚变氢,实现氢弹爆炸。其温度高达1亿℃。实际上,在具有高压下,不需要这么高温度,比如太阳,内部温度1500万℃就聚变氢了。不过,你如何创造太阳内部那么夸张的压力?所以只有提升温度。


扔颗氢弹上去,也只不过是在木星上放了个礼花,要让木星聚变,不是靠所谓的这些。而是木星本身就要有聚变条件。内部要有足够压力和温度,显然以星体聚变质量来看,木星太小了。(75个木星质量产生的压力和温度才能造成氢聚变)。


良良引力波


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

其实比氢弹能量还要高的超高能量释放的撞击事件,木星上发生是比较频繁的,只是我们距离遥远,只能比较大的撞击事件我们才能观测到!而最近的撞击事件就是苏梅克列韦9,它撞击的能量相当于80万颗全球试爆过的最大的-沙皇炸弹!但木星现在仍然安然无恙!

即使如木星14万千米左右的直径,仍然是一次大事件,但这完全不足以引爆木星!如果真想引爆木星的话,那么请丢至少12个木星质量的小行星到木星上,让其达到褐矮星的点燃标准!

因为恒星的燃烧并非炸药爆炸,也不像燎原的野火,只要一个引爆或者引火条件即可!恒星内部的聚变是由于原子核的融合为条件的,要让自由电子游离并且让原子核靠近到足够近的距离只需要两个条件,一是高温,二是高压,两者满足任意条件即可!比如太阳的内部温度是1500万度,2500亿个大气压!其实红矮星内部的1000万度,压力稍低也可以!但木星内部只有28万度,而且压力也小得多!完全不足以点燃氢元素聚变!

而氢弹爆炸确实可以超过这个温度,但却无法保持多久,并且这个热量会被迅速散失,很快就失去了聚变的条件!因此用氢弹引爆这条路被堵死了!

其实木星走向恒星之路还有一个可能,就是未来在太阳的白矮星时代获取太阳扩散到太阳系里的气壳,因为它将丢失超过50%的质量,如果全部被木星获取的话,成为一颗新的恒星是完全有可能的!

但木星要从这些薄薄的行星状星云中获取超过自身将近80倍的质量,这个难度实在有些高,因此我们基本上可以肯定,可怜的木星这辈子是成不了太阳了,下辈子投胎的时候选个物质丰富一点的星云哈,因为太阳系里的99.86%的物质已经被太阳给撸完了哈......


星辰大海路上的种花家


当然引爆不了。

解读题主的原意,是在木星上爆炸一颗氢弹,然后希望引爆木星,导致木星进入持续性的核聚变反应,变得发光发热,这才是题主的原意。

但核聚变反应是需要极其苛刻的条件才能发生,又需要更加苛刻的条件才能保持持续发生,这个条件就是难以想象的、持续的高温与高压才可能产生核聚变。

核聚变需要高温高压的原因很简单,核聚变是原子核的融合,而原子核都带正电,相互排斥力很大,而要克服这种核排斥力,原子核只有在极高速的情况下利用运动惯性可以克服排斥力而撞进原子核来实现核融合,这就是核聚变。而对于原子核来说,热运动速度实际上就是温度,因为需要极高的温度导致原子核具备极高的运动速度,这是核聚变的基础条件。而压力则是显著的提高单位体积内的原子核密度,从而增加核碰撞几率,提高核聚变速度。

核聚变所需高温是上千万度的温度,压力则最少需要数百万个大气压以上,而且高温与高压是两个互补的条件,温度特别高则压力可以下降,或者压力特别大则温度可以下降。比如太阳内部也只有核心区发生核聚变,那里的温度是1500万度,压力数千万个大气压,导致核心的氢等离子体的密度达到了150g/ cm³,在地球上最轻的氢气在太阳核心却比黄金重多少倍了,这就是高压所致。

但用氢弹去引爆木星时,你提供不了持续的高温与高压,核聚变反应根本就无法发生,更谈不上持续发生了。

地球上的氢弹爆炸时,也只是在其精心设计的核心区域,在数十个微秒(us)的时间内可以达到这个核聚变条件,就是在这短短的数十微秒内,迅速的把聚变条件门槛较低的氢同位素(氚或者氘)聚变为氦,释放大量的能量,数十微秒后,这个条件就不再具备,因此对于氢弹而言,只是一瞬间的核聚变过程,而且也有个核材料的利用效率问题,人类第一颗氢弹的核效率1%都不到,到了今天美国最先进的W88氢弹据说可以接近90%的核材料利用效率。

实际上,即便是在木星内核,核聚变需要的这个苛刻条件也无法达到,依据理论计算,木星还需要再增大10-20倍,才可能在内核产生可持续的核聚变反应,木星还需要增大数十倍才能变成一个矮恒星,发出暗红色的光芒。

实际上,上述假设是经过实际验证的,94年苏梅克彗星撞击木星时,其总能量大约相当于数百万颗氢弹同时爆炸的威力,这比题主的引爆一颗氢弹强大多了,但木星什么事情都没发生。


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