我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的還是幾萬年前的?

宇宙觀察記錄


直觀角度:我們看到的太陽光光子是8分20秒前的,因為它攜帶著太陽表面的信息,通過1.5億公里的日地平均距離傳播過來。

但本質上來看:太陽光的起源隱藏在太陽內部,光子在那一塊進行核聚變反應的區域誕生的,如果沒有核心區域,那麼太陽是不會發光的,而核心產生的光子從內部到達表面,需要經過層層降能,從最開始的高能光子變為可見光,最後被人接收。而這一過程需要經歷數萬年乃至數十萬年的時間。

我們知道,太陽是咱們太陽系最重的天體,它的質量佔據著整個太陽系總重的99.86%,對外:如此龐大的質量所產生的引力場牢牢的掌控著我們現在的八大行星,對內:為內部核聚變提供了平臺(一種引力約束機制)

太陽核聚變的詳細過程這裡不再贅述(很久前我曾寫過多篇文章詳細的介紹過),我們需要知道的是在這個過程中太陽核心會產生高能的伽馬射線(不屬可見光),這些高能光子在對外傳播時,會與帶電粒子發生作用(因為太陽內部幾乎所有物質都是以等離子態存在),這些高能光子在每次反應中都會損失部分能量(或者說釋放出新的光子,但能量減弱了)。

在歷經N次這樣的過程後,太陽表面終於能釋放出處在可見光波段的光子了,而此時距離最開始的那個伽馬射線已經過去了數萬年甚至更久的時間。隨後這個光子走過地球與太陽之間的路程,耗費8分20秒來到地球。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


相信很多人都聽說過這種說法:我們看到的太陽是8分鐘之前的太陽(實際是8分20秒,一般說8分鐘),這個很好理解,畢竟地球距離太陽1.5億公里,光飛行1.5億公里的時間大約就是8分鐘,所以我們看到的是8分鐘之前的太陽並沒有毛病!

不過如果你深入地瞭解了太陽的發光原理和整個進程,就會明白我們看到的太陽光雖然是從太陽表面發射出來的,但嚴格來說太陽表面並不能產生任何光線,光線產生的根源在太陽的核心,也就是太陽核心的核聚變!

太陽半徑大約70萬千米,這個距離光速飛行只需要2秒多一點的時間!那麼太陽核心產生的光真的只需要2秒就能飛行到太陽表面嗎?

事實上遠非如此!核聚變產生的光線需要歷經千辛萬苦才能到達太陽表面!因為太陽內部充滿了氫和氦,產生的光線會不斷地被電子吸收然後再釋放,太陽內部巨大的壓力讓電子的密度也非常高,不斷地重複吸收釋放這個過程,所以光線吸收釋放的過程也非常漫長,從太陽核心到達表面需要大約十萬年時間!

所以我們看到的太陽是十萬年前的太陽?這種說法也並不嚴謹,有點“偷換概念”的味道,畢竟不管太陽內部經歷了什麼,我們只會注意到從太陽表面發出的光需要多長時間到達地球!

所以,我們看到的太陽是多長時間以前的太陽並不重要,重要的是我們需要了解太陽內部產生光線的機制,明白光線是如何到達太陽表面的,明白了這些,問題也就變得非常簡單了,就看你從哪個角度去理解了!


宇宙探索


很多人回答的都有個誤區,認為太陽光是核反應直接產生的,需要從太陽的核反區(內核)然後千心萬苦到達表面,才能夠被髮射到宇宙空間 然後被我們接受。他們認為,光線從太陽內部到達核心的過程,光線會經歷多次的電子吸收在發射過程,最終使得只有2光秒的距離,光線卻要花費上萬年。



其實,上面的解釋完全是錯誤的,或者說太陽光並不是這麼來的!

首先明確一點,我們看到的太陽光確實是8分鐘前的。因為太陽距離地球的平均距離是1.5億千米,光線走這麼遠也需要8分20秒。所以,我們從太陽表面接受到的光線,都是8面前太陽表面產生的。故而,假如太陽突然停止核聚變,不在釋放熱量和陽光,那麼我們要等8分鐘才知道。但像題目那樣,說光線是幾萬年前太陽的,就不對了!

為何大家的解釋不對去?首先,太陽的一切能量確實來自於核反應。核反應會釋放出巨大能量,但這個巨大能量並不是指的光能,而是熱能。熱能和分子的運動有關,分子運動越厲害,那麼物體就會越熱。而太陽內部的核反應,就是通過熱量的傳遞使得我整個太陽變得燥熱。而熱量可以通過輻射躍遷耗散掉,所太陽發出去的光,其實都是太陽表面熱量的輻射躍遷而已,並非是從內部出來的。


科學探秘頻道



眾所周知太陽距離我們1.5億千米,而光速是每秒三十萬公里,這樣算下來太陽光需要8分20秒才能到達地球,所以我們看到太陽永遠都是8分20秒之前的太陽,然而事實卻並沒有怎麼簡單。

我們看到太陽光是從太陽表面飛到我們眼睛裡的,但太陽表面的光卻生成於太陽核心區域,氫元素在太陽核心1500萬度的高溫和3000億地球大氣壓不斷髮生核聚變反應,產生的光子理論上只需要兩秒多一點就能飛到太陽表面。


但太陽核心產生的光子在傳播途中會不斷受到電子的阻礙和其他物質的吸收散射,如此一來每秒三十萬公里的光子就像一個喝醉的人一樣在行進的路上跌跌撞撞,本來只需要兩秒多就能走完從太陽核心到表面這70萬公里的路程,但因為有物質阻擋在光子的前進線路上,所以太陽核心的光子平均需要兩萬年才能到達太陽表面,然後再用8分20秒飛到地球。

真正能衝破重重阻礙從核心區到達表面的光子只是極少數,大部分光子在途中就被吸收或者完全消耗了。阻礙光子從核心到達表面的最大因素就是那些帶電粒子,它們會與飛行途中的光子頻繁相互作用,最終讓光子原本兩秒多一點的飛行時間變成平均時長兩萬年的漫長旅途。


我們只能看到太陽的表面,而表面的光飛行8分20秒後才能被我們看到,因此說我們看到的是8分20秒前的太陽並不錯誤,但我們同時也要知道飛到我們眼裡的這些太陽光子平均年齡兩萬歲。


宇宙探索未解之迷


可以這樣理解:照射到我們身上的每一個光子,都是在太陽表面同一個起跑線上出發過來的,經過約500秒時間傳輸,行程約1.5億公里。

但這些光子有老有少,年齡不一,或者說它們最早母體生成年代都很古老。

這些光都是太陽中心核聚變釋放出來的。太陽中心有1500萬度高溫和3000億個大氣壓強,在這樣的極端環境下,氫的核外電子被驅離,氫核發生融合,每時每刻都有4個氫核融合成一個氦核,並釋放出巨大能量,這個能量的表現形式就是電磁輻射,而電磁輻射的載體或者說傳播媒介就是光子。

太陽的氫核聚變是一個複雜的過程,第一步是氫元素的同位素氕核聚變為氘核,並釋放出一箇中微子和正電子,正電子很快遇到周圍的電子而湮滅,釋放出兩個光子。

這樣,我們太陽最古老的兩個光子就誕生了。然後,氘核與一個質子結合形成氦-3,隨著一系列的核聚變反應,最終才融合為氦-4,在這個過程中會不斷的釋放出光子。

光子有個特性,在運行過程中,遇到有質量的粒子,比如質子、電子就會發生能量交互作用。

這有點像一個絮叨的老太太,走一步遇到一個熟人,就要扯上一番,交流各自所見所聞。雖然光子這個“扯”時間極短,但它不但是扯還要碰撞,這樣一碰,就可能轉變了方向,有時向前,有時向後,有時向左,有時向右,這樣搖搖擺擺的進兩步,退一步,有時候還會進一步,退兩步,在一個地方轉圈圈。

有人會問了,光子不是每秒30萬公里嗎,怎麼會這樣搖搖擺擺的比螞蟻還慢?是的,原則上你理解的沒錯,光子一出生,在真空中運行速度就是每秒30萬公里,但請記住,是在“真空”中,而太陽內部不是真空。

這樣光子雖然以每秒30萬公里速度前行,但每前行一步,都會遇到一個“朋友”,被扯住或者被偏轉方向,這樣彎彎曲曲一天還前進不了10米,而太陽的半徑有69.6萬公里,我們算算,走完這段路需要多久?

事實上,每個光子每天能夠向太陽表面運行多少米,要看這個光子的運氣,有的並不一定能夠走十米,甚至一米也走不了。

光子每遇到一個質子就會發生能量互換或者反彈、轉變方向。根據太陽密度計算,如果質子分佈是均勻的,那麼每個質子的平均距離為1埃(100億分之一米),這樣光子每行進1埃就要被碰撞一次,每個光子從太陽核心走到表面需要4000億年。

但這顯然是錯誤的。因為太陽年齡才50億年左右,太陽光已經照射地球幾十億年了。這是因為太陽密度並不是均勻的,有稀有密,而每個光子行進的路途也是隨機的,並不是每個質子都會遇到,這樣它們運行到太陽表面就遠遠不需要那麼久了。

既然是隨機漫步,有的光子走了捷徑,遇到的質子少,或者反彈回去的概率小,而前進的概率大,就會較快的到達太陽表面;而有的光子“朋友”多,“豬隊友”多,推推搡搡,被推回去的概率大,就老在能量的旋渦裡糾纏,就老也到達不了太陽表面。

這樣,照射到我們身上的太陽光子,雖然都是在太陽表面同一起跑線跑過來的,但它們的年齡完全不一樣,有非常古老的,也有不太古老的,但最小年齡也有幾萬歲。

就是這樣,歡迎討論。


時空通訊


太陽距離地球1.5億km,光速是30萬km/s,太陽光從太陽傳到地面需要8分鐘。但最新研究表明,太陽內部的光子從誕生之時起,要到達太陽表面需要2萬多年左右。

這樣說來,我們看到的太陽光是2萬多年以前的?下面我們就來看看是為什麼?

太陽能有如此巨大的能量,那就是它的內部在1500萬℃、3000億個氣壓的環境下,無時不刻都在進行著氫氦聚變反應,反應過程中的高溫產生的光子要到達太陽表面,沒有想象中那麼快捷。

產生的光子在太陽內部會受到無數電子的阻擋以及元素物質的吸收等障礙,即使是宇宙中速度最快的光子也要在太陽內部處處“碰壁”,原本只需2秒的路程,卻要“擊敗”無數個“關卡”,比“關雲長過五關斬六將”不知厲害👍幾個n倍的難關,約2萬年後才千迴百轉的到達太陽表面,有的甚至幾億年了還在原地“打轉”呢。



而能成功到達太陽表面的光子只是小部分,很多在半路上已經“壯士未捷身先死”,被內部物質給吸收了。

看來經過漫長的2萬年到達太陽表面的光子已經是很不容易了。然後這些“勝出者”可以暢通無阻的光耀四方了。


弄潮科學


問題至今都很難有人做出解釋,因為人類對光實在是太陌生了!這個既熟悉又陌生的光,他大大的出乎了人類的思考範圍,有人說,光有速度,光從太陽到地球需要八分鐘的時間,人類知道的太少了,許多的領域人類還沒有明白,所以有待於人類今後的發現和爭論吧!

光是物質向能量轉化的最後一道風景線,太陽表面的許多物質轉化成光,而這個光是以太陽為中心球型擴展的,離太陽這個中心越遠,光和熱越弱,遙遠的擴展,越來越微弱,直到傳播不到的距離。

光是瞬間物質分裂爆炸產生的,時間之短暫,而一個接一個的爆炸,就形成了連續不斷的光輻射,這就是我們看見的太陽光。

那麼產生光的過程是由弱激烈,到強激烈,然後到爆炸性的激烈,這有一個瞬間的過程,而以弱激烈到爆激烈會產生弱擴散到爆擴展的範圍,這個範圍由近而遠,由小到大,速度之快,人類把它叫光速。

而一連串的光輻射到地球,密度之高,光輻射的弱區與強區疊加在一起,而使人們看不見這個由弱爆到強爆這個過程,而這個過程疊加了,這個過程就是光速。也就是說光速疊加在一起,使光速沒有了表示。也就沒有了光速。

當早晨,我們看著東方的太陽,然後轉過身望著西方,突然轉身再看太陽,沒有看到太陽光由弱變強的過程。看到的是刺眼的太陽光,你是這樣嗎?

當我們夜晚看見遙運恆星發出微弱的光時,我們看見的這顆恆星到達地球光的最外圈的含蓋,這個最外圈光線之弱。但是我們知道這顆恆星距離地球之遠,是極大的天文數字。它的光傳播到地球,是沒有時間概念的,是瞬間的事情。就和磁場輻射,熱輻射,一樣,沒有速度概念。而人類所知道的光速是物質的熱核反應,由弱到強的過程,而這個過程的疊加就是光芒。它們的過程疊加了,速度疊加了,而不呈現速度。模糊了速度這個概念,而沒有速度。


雲天廣闊


這個問題很簡單稍微對天文知識有點了解的小夥伴張口就來,我們看到的太陽光是8分20秒之前從太陽表面來到地球。計算過程也很簡單地球繞太陽公轉軌道是橢圓形,在近日點距離太陽:1.471億千米、遠日點距離太陽:1.52億千米。平均距離是1.5億公里,真空中光速取30萬公里每秒,簡單除法結果就是8分鐘20秒。

接下來說點大家可能不太清楚的知識點

太陽是宇宙中一顆普通的恆星,質量中等為紅矮星,壽命大約是100億年,在大約50億年以後會變成緻密星-白矮星。太陽光的產生是由於太陽內核處在自身引力塌陷提供的條件下進行核聚變,釋放出光和熱。這意味著光子是從太陽內核處產生穿出太陽來到地球,那麼有的人可能就說了太陽半徑69萬公里,那麼在8分20秒的基礎上在加個2秒鐘就可以,真的是這樣嗎?


實際上不是的,簡單的說光子在太陽內部不走直線,它們像無頭蒼蠅一樣每當撞擊到其他粒子就需要改變方向,就這樣一頭一頭的撞下來,等它們來到太陽表面絕不是2秒鐘。這個問題在喬治•伽莫夫寫的科普書籍《從一到無窮大》中有相關計算如下:

太陽內光子的自由程為1 釐米,太陽的半徑大約是70000000000釐米,那麼光子就要拐上5×10的21次方個彎才能到達表面。每一段路需要3×10的負11次方秒,而整個旅程所用的時間大約為1.5×10的11次方秒,大約是5000年。上邊計算的是最短用時,最長可能需要10多萬年的時間。

這意味著我們每天看到的太陽光追根溯源可能來自於十幾萬年前,那個時候的人類祖先在幹什麼哪?



科學黑洞


兩種說法都不算錯,主要看光具體從哪出發了?如果光從太陽表面出發,到達地球大約8分20秒,而如果光從太陽核心出發達,到地球至少需要10萬年。表面的光到達地球的時間很好理解,日地距離1.5億公里除以光速就行了,主要是其核心的光要跑出來為什麼要這麼久?

太陽核心在發生什麼?

天空中不斷髮光發熱的太陽,它那看似無窮盡的能量到底是從哪來的?最早搞清楚這個問題的人是美籍德裔物理學家漢斯·貝特(Hans Bethe)。

1939年,貝特推測出太陽能源可能來於內部氫核聚變成氦核的熱核反應,並提出是由4個質子(即氫原子核)聚合到一起變成一個氦原子核,這就是質子–質子鏈(pp鏈)模型。但實際上要完成這個聚合反應是相當困難的,一次可能都需要百萬年的時間才能完成,不過太陽的核心每秒可以發生約9×10^37次這樣的反應,所以才能讓太陽持續地進行著氫聚變。

核心處之所以能如此順利地發生PP鏈反應,是因為這裡溫度達到了1500萬攝氏度,巨大的壓強把核心處的物質密度壓縮到了150,000 kg/m^3,差不多是鉛的13倍。

太陽輻射層裡的彈球機

光要從核心區出發到達輻射層,即到達太陽直徑70%的位置,需要從核心區緊密的粒子之間一點一點的撞出來,到達輻射層頂部後溫度大概會降到150萬攝氏度,密度也會隨著向外溫度的下降而降低,但即便如此,在這段路程中,平均來說,一個光子向外傳播不到一釐米就會撞上別的物質並被彈開。

如果你能鎖定一個光子,觀察它向外傳播的路勁。你會發現它像一個彈球一樣在裡面竄來竄去,兜兜轉轉10萬到100萬年才能從這個如彈球機一樣的區域中走出來。

太陽對流層電梯

輻射層再往外就是對流層。光到達對流層後,會被這裡的氣體吸收,氣體被加熱後就會上升到達光球層後,又釋放出光子,冷卻下沉回去。光子就像坐電梯一樣在這樣的對流循環中,從輻射層跑到了光球層。坐這個電梯要花費的時間大致是三個月,比起輻射層裡的至少10萬年來說,這可快多了。

然後,光就可以從光球層出發,點亮整個太陽系了。其中一些有幸來到充滿生機的地球,成為生命之源,成為我們眼中的色彩,成為我們眼中8分種之前的太陽。

總結

當你沐浴陽光的時候,你是否能體會到它曾經經歷過的艱辛。至少10萬年的歷程,讓每一個光子都充滿了自己的故事。

不過從8分鐘到10萬年,對於光來說,並無意義。

歡迎關注@想法捕手,探知科學,暢遊宇宙汪洋。

想法捕手


光是10多萬年前產生的,但是從表面到地球是8分鐘前。

如何觀測?

實際上,我們知道,我們能夠看到東西,是因為東西能夠反射光,或者直接發光,然後光子進入了我們的鏡頭或者眼睛裡。


而我們觀測的物體一般和我們有一定的距離,光要通過這個距離是需要的時間的,所以,我們看到的永遠都是過去式。

8分鐘前從太陽表面來的光

而太陽距離地球的平均距離在1.5億公里,光要走過這段距離是需要8分20秒,但是這個指的是光從太陽表面到底地球的時間。並不是說,光是產生於這個時候,因為恆星產生的光來自於核心的核聚變反應,而光從核心到達表面還需要時間。


光從太陽核心到表面

我們都知道太陽燃燒靠的其實是核聚變,但這不準確,準確來說是可控核聚變。

實現可控核聚變靠的是引力和核聚變產生的向外壓力實現動態平衡。

而太陽內部從核心到表面是一個等離子體,光其實要從核心達到表面的過程是十分曲折的,他們會來回來去撞到各種粒子,最後它要到達太陽表面其實要花十多萬年的時間。

所以,其實我們看到的太陽光是十多萬年前產生的,它從核心到表面花了十多萬年,從表面到地球,只花了8分20秒。


分享到:


相關文章: