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


不要说1颗氢弹,1亿颗氢弹也没有用。一个地球大的氢弹也无法激发木星上的氢核聚变。

1994年苏梅克—列维9号彗星与木星相撞,爆炸威力相当于40万亿吨TNT炸药的当量,只不过在木星大气层留下一个疤痕,几年后这个疤痕就没有了。这个爆炸相当于几十亿颗广岛原子弹同时爆炸的能量。

这么说吧,6500万年前一颗约10公里直径的小行星撞击了地球,导致了恐龙的灭绝。这次撞击的相当于100万亿吨炸药同时爆炸的威力,相当于50多亿颗广岛原子弹。这次撞击除了对生态造成重大灾难,对地球本身并没有多少影响。而木星上并没有生态,还怕你去撞吗?

那么我们如果用地球去撞击木星呢?也引发不了核聚变。

因为核聚变是形成恒星的基本要求,而恒星的最小质量需要达到太阳的7%以上,中心的压力才有可能激发氢核聚变。而木星的质量相比这个太小了,才达到太阳质量的0.1%,还需要增加70倍,才有可能成为一个中心进行核聚变的最小恒星~红矮星。

所以不光是地球去撞没用,就是太阳系的所有行星和矮行星、小行星、卫星加起来一起去撞,有可能会把木星撞出几个大坑,即使撞碎了,也激不起核聚变。因为太阳系太阳老大就占去了99.86%的质量,所有的其他天体加起来才有0.14%的质量,糅合在一起离成为一颗恒星也差了去了。

但木星又是太阳系最大的行星,大到除了太阳外,所有的天体加起来也只有它质量的25%,地球质量只有其318分之一,体积只有它1321分之一,所以撞木星不就像一个鸡蛋丢到水桶里,起那么一点涟漪溅起几个水花而已。(上图就是地球与木星的大致比例)

时空通讯认为,木星若要想成为恒星,很可能会有一个机会。

这就是但太阳变成了红巨星,其外围物质飘散到了木星轨道,被木星吸积使质量达到太阳现在质量的7%以上,就有可能变成一颗真正的恒星。这样我们的太阳系就变成了一颗红矮星和一颗白矮星的双星系统。这个奇观将会发生在50亿年以后,让我们大家一起来期待,哈哈~

所以,1颗氢弹就想引发木星核聚变的想法是非常幼稚的,木星上每时每刻发生着的风暴和雷电,哪一样也比若干氢弹威力要大很多。

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时空通讯


这不大可能呢。要是一颗氢弹就能引发木星产生能够持续维持的核聚变,那么木星早就亮起来了,

到目前为止,人类能够生产的氢弹只能在地球上造一个小坑,而木星的体积是地球的1300多倍,质量是地球的300多倍,一颗氢弹几乎可以忽略不计,它产生的能量远远低于某些小行星撞击木星产生的能量。这么几十亿年来木星遭受了无数小行星的撞击都没有被点燃(高热高压是进行核聚变的前提),氢弹估计是没希望了。就算是地球一头高速撞到木星里面也无法引爆木星。

因为木星实际上就是一颗失败的恒星,或者说是太阳形成时的氢氦残渣,它的质量远远达不到能够自发核聚变的程度。实际上恒星的核聚变释放能量的效率也是很低的,像太阳核心当中的核聚变释放的能量( 276 微瓦/立方厘米)也仅相当于一个人静息时散发的热量的功率,所以要维持核聚变是相当困难的。恒星在高密度和高压下聚变释放能量的效率太低,使得核聚变难以维持净能量输出,看得出来太阳不过也只是勉强而已……

上图:太阳、木星、地球、月球比例示意


木星需要至少到达目前75倍的质量才能启动氢聚变而成为恒星,虽然最小的红矮星半径仅比木星大30%左右。在木星形成之初,木星的温度要高得多,且直径是目前的两倍,在那个时候它都没有爆发,以后就更难说了。因为木星辐射出比从太阳接收到的辐射更多的热量; 其内部产生的热量与其接收的总太阳辐射接近。这种额外的热量由Kelvin-Helmholtz机制(恒星逐渐冷却收缩)通过收缩产生,这个过程会导致木星直径每年缩小约2厘米。

更改一下方案或许可以

但是如果说要在木星上通过某种方式(不是氢弹),引发局部的核聚变,这还是有可能的。比较有希望的方法是μ子催化的核聚变反应和轻离子束加速引发核聚变。

μ子催化核聚变允许在常温下进行。其原理是用μ子(比电子质量高207倍)替换氢原子中的电子,这样使得氢原子核能够靠得更近,降低原子聚合的难度,如果人类能够发明一种μ子弹(或者π介子弹——可产生μ子),在木星表面引爆,使大量的μ子渗透到木星的大气当中,并辅以氢弹能量,则可能引发局部的核反应(因为局部降低了聚变所需的能量需求)。

离子加速核聚变则能够引发微小的核聚变,尤其是在木星的高压下可能更容易。即便在地球上,每年也会生产几百个用于勘探石油的中子发生器,其机理就是利用电场引发氘氚微弱的核聚变而发射中子。

上图:微型核聚变装置——中子发生器

所以如果向木星发射大量高能氘氚离子束,很可能可以激发木星上的局部的微小核聚变,至少在离子束轰击的区域,

上述两种启动核聚变,即便成功但都规模太小,可能没有办法自发维持,所以也就没有办法引爆木星了,此外还可能用反物质引发局部核聚变,当然,这个反物质的制备就太困难了。


小宇堂


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


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



木星是太阳系质量最大的气态巨行星,主要成分是氢和氦,而恒星的主要成分也是氢和氦,恒星之所以成为恒星就是因为内部的氢在高温高压下触发了核聚变反应。

质能方程和放射性原理让人类撬开了核能的大门,原子弹和后来的氢弹让人类意识到在地球上释放核能是可行的,从此人类就像得到了炮仗的小孩子一样开始疯狂核试验。



木星的质量相当于太阳系其他所有行星质量的两倍以上,5500万吨TNT当量是人类制造过的最大威力,而1994年的彗星撞击木星时的能量是40万亿吨TNT当量,而人类就是把全部的氢弹加起来也达不到这个威力。

在宇宙层面上,天体的形态只和天体质量有关系,恒星的入门质量是0.08倍太阳质量,低于这个界限的话是无法变成恒星的,木星的质量必须要达到现在的70倍才能变成最小的红矮星,但是太阳系质量的99.86%都在太阳身上,人类就是把整个地球扔到木星也没用。



我们的太阳寿命还有50多亿年,人类在千年只能可能就离开太阳系了,到时候木星能不能变成第二个太阳对人类来说已经没什么意义了,不过我们还是要感谢木星作为太阳系清道夫的这几十亿年时间。


宇宙探索未解之迷


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


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


记得之前有人问在木星上点一把火能不能把木星点燃了,现在又想在木星上引爆一颗氢弹,看能不能让木星上的氢进行核聚变!

答案是不能,不要说一颗氢弹,就算是一亿颗氢弹也不能让木星开启核聚变!

我们都知道太阳时刻进行着核聚变,那是因为太阳质量够大,占据了整个太阳系总质量的99.86%,巨大的质量让太阳核心产生超高的温度和压力,开启了核聚变!

即便太阳拥有如此大的质量,核聚变也只是在核心发生,那里温度高达1500万摄氏度,除了核心,其他地方并没有发生核聚变!

而木星质量只有太阳质量的0.1%,远达不到核聚变的条件。科学家们估计,一颗星球之前需要太阳质量的7%才能引发核聚变,也就是需要达到木星质量的70倍才可以!

这就是为什么有些人把木星称为“失败的恒星”,它的成分与恒星很接近,但远不具备核聚变的条件。在遥远未来,木星通过其强大引力如果可以“吞噬”周围气体云甚至天体,或许能够达到核聚变的条件,届时整个太阳系将会有两个“太阳”!


宇宙探索


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。


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