2020-02-01 16:31:54 佚名

宇宙观察记录

太阳距离地球1.5亿km，光速是30万km/s，太阳光从太阳传到地面需要8分钟。但最新研究表明，太阳内部的光子从诞生之时起，要到达太阳表面需要2万多年左右。

这样说来，我们看到的太阳光是2万多年以前的？下面我们就来看看是为什么？

太阳能有如此巨大的能量，那就是它的内部在1500万℃、3000亿个气压的环境下，无时不刻都在进行着氢氦聚变反应，反应过程中的高温产生的光子要到达太阳表面，没有想象中那么快捷。

产生的光子在太阳内部会受到无数电子的阻挡以及元素物质的吸收等障碍，即使是宇宙中速度最快的光子也要在太阳内部处处“碰壁”，原本只需2秒的路程，却要“击败”无数个“关卡”，比“关云长过五关斩六将”不知厉害👍几个n倍的难关，约2万年后才千回百转的到达太阳表面，有的甚至几亿年了还在原地“打转”呢。

而能成功到达太阳表面的光子只是小部分，很多在半路上已经“壮士未捷身先死”，被内部物质给吸收了。

看来经过漫长的2万年到达太阳表面的光子已经是很不容易了。然后这些“胜出者”可以畅通无阻的光耀四方了。

弄潮科学

相信很多人都听说过这种说法：我们看到的太阳是8分钟之前的太阳（实际是8分20秒，一般说8分钟），这个很好理解，毕竟地球距离太阳1.5亿公里，光飞行1.5亿公里的时间大约就是8分钟，所以我们看到的是8分钟之前的太阳并没有毛病！

不过如果你深入地了解了太阳的发光原理和整个进程，就会明白我们看到的太阳光虽然是从太阳表面发射出来的，但严格来说太阳表面并不能产生任何光线，光线产生的根源在太阳的核心，也就是太阳核心的核聚变！

太阳半径大约70万千米，这个距离光速飞行只需要2秒多一点的时间！那么太阳核心产生的光真的只需要2秒就能飞行到太阳表面吗？

事实上远非如此！核聚变产生的光线需要历经千辛万苦才能到达太阳表面！因为太阳内部充满了氢和氦，产生的光线会不断地被电子吸收然后再释放，太阳内部巨大的压力让电子的密度也非常高，不断地重复吸收释放这个过程，所以光线吸收释放的过程也非常漫长，从太阳核心到达表面需要大约十万年时间！

所以我们看到的太阳是十万年前的太阳？这种说法也并不严谨，有点“偷换概念”的味道，毕竟不管太阳内部经历了什么，我们只会注意到从太阳表面发出的光需要多长时间到达地球！

所以，我们看到的太阳是多长时间以前的太阳并不重要，重要的是我们需要了解太阳内部产生光线的机制，明白光线是如何到达太阳表面的，明白了这些，问题也就变得非常简单了，就看你从哪个角度去理解了！

宇宙探索

借用一句时髦的话来说，我们看到的太阳光是当下的。

没错，压根儿就没有什么8分钟，或者什么几万年那么一说。无论长短，任何时间差都是没有意义的，因为在宇宙中最快的信息传播速度面前，光的任何表现都具有同时性，光在不同的空间位置之间架起了一个超距的桥梁，它让不同的位置变成了同一时间。这时的任何一个光子，不仅仅只是原子运动信息的传递者，也是一个时间公式的等号，这个等号把光子被发射和被接收的两端连结起来了！

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两种说法都不算错，主要看光具体从哪出发了？如果光从太阳表面出发，到达地球大约8分20秒，而如果光从太阳核心出发达，到地球至少需要10万年。表面的光到达地球的时间很好理解，日地距离1.5亿公里除以光速就行了，主要是其核心的光要跑出来为什么要这么久？

太阳核心在发生什么？

天空中不断发光发热的太阳，它那看似无穷尽的能量到底是从哪来的？最早搞清楚这个问题的人是美籍德裔物理学家汉斯·贝特（Hans Bethe）。

1939年，贝特推测出太阳能源可能来于内部氢核聚变成氦核的热核反应，并提出是由4个质子（即氢原子核）聚合到一起变成一个氦原子核，这就是质子–质子链（pp链）模型。但实际上要完成这个聚合反应是相当困难的，一次可能都需要百万年的时间才能完成，不过太阳的核心每秒可以发生约9×10^37次这样的反应，所以才能让太阳持续地进行着氢聚变。

核心处之所以能如此顺利地发生PP链反应，是因为这里温度达到了1500万摄氏度，巨大的压强把核心处的物质密度压缩到了150,000 kg/m^3，差不多是铅的13倍。

太阳辐射层里的弹球机

光要从核心区出发到达辐射层，即到达太阳直径70%的位置，需要从核心区紧密的粒子之间一点一点的撞出来，到达辐射层顶部后温度大概会降到150万摄氏度，密度也会随着向外温度的下降而降低，但即便如此，在这段路程中，平均来说，一个光子向外传播不到一厘米就会撞上别的物质并被弹开。

如果你能锁定一个光子，观察它向外传播的路劲。你会发现它像一个弹球一样在里面窜来窜去，兜兜转转10万到100万年才能从这个如弹球机一样的区域中走出来。

太阳对流层电梯

辐射层再往外就是对流层。光到达对流层后，会被这里的气体吸收，气体被加热后就会上升到达光球层后，又释放出光子，冷却下沉回去。光子就像坐电梯一样在这样的对流循环中，从辐射层跑到了光球层。坐这个电梯要花费的时间大致是三个月，比起辐射层里的至少10万年来说，这可快多了。

然后，光就可以从光球层出发，点亮整个太阳系了。其中一些有幸来到充满生机的地球，成为生命之源，成为我们眼中的色彩，成为我们眼中8分种之前的太阳。

总结

当你沐浴阳光的时候，你是否能体会到它曾经经历过的艰辛。至少10万年的历程，让每一个光子都充满了自己的故事。

不过从8分钟到10万年，对于光来说，并无意义。

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很多人回答的都有个误区，认为太阳光是核反应直接产生的，需要从太阳的核反区（内核）然后千心万苦到达表面，才能够被发射到宇宙空间然后被我们接受。他们认为，光线从太阳内部到达核心的过程，光线会经历多次的电子吸收在发射过程，最终使得只有2光秒的距离，光线却要花费上万年。

其实，上面的解释完全是错误的，或者说太阳光并不是这么来的！

首先明确一点，我们看到的太阳光确实是8分钟前的。因为太阳距离地球的平均距离是1.5亿千米，光线走这么远也需要8分20秒。所以，我们从太阳表面接受到的光线，都是8面前太阳表面产生的。故而，假如太阳突然停止核聚变，不在释放热量和阳光，那么我们要等8分钟才知道。但像题目那样，说光线是几万年前太阳的，就不对了！

为何大家的解释不对去？首先，太阳的一切能量确实来自于核反应。核反应会释放出巨大能量，但这个巨大能量并不是指的光能，而是热能。热能和分子的运动有关，分子运动越厉害，那么物体就会越热。而太阳内部的核反应，就是通过热量的传递使得我整个太阳变得燥热。而热量可以通过辐射跃迁耗散掉，所太阳发出去的光，其实都是太阳表面热量的辐射跃迁而已，并非是从内部出来的。

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众所周知太阳距离我们1.5亿千米，而光速是每秒三十万公里，这样算下来太阳光需要8分20秒才能到达地球，所以我们看到太阳永远都是8分20秒之前的太阳，然而事实却并没有怎么简单。

我们看到太阳光是从太阳表面飞到我们眼睛里的，但太阳表面的光却生成于太阳核心区域，氢元素在太阳核心1500万度的高温和3000亿地球大气压不断发生核聚变反应，产生的光子理论上只需要两秒多一点就能飞到太阳表面。

但太阳核心产生的光子在传播途中会不断受到电子的阻碍和其他物质的吸收散射，如此一来每秒三十万公里的光子就像一个喝醉的人一样在行进的路上跌跌撞撞，本来只需要两秒多就能走完从太阳核心到表面这70万公里的路程，但因为有物质阻挡在光子的前进线路上，所以太阳核心的光子平均需要两万年才能到达太阳表面，然后再用8分20秒飞到地球。

真正能冲破重重阻碍从核心区到达表面的光子只是极少数，大部分光子在途中就被吸收或者完全消耗了。阻碍光子从核心到达表面的最大因素就是那些带电粒子，它们会与飞行途中的光子频繁相互作用，最终让光子原本两秒多一点的飞行时间变成平均时长两万年的漫长旅途。

我们只能看到太阳的表面，而表面的光飞行8分20秒后才能被我们看到，因此说我们看到的是8分20秒前的太阳并不错误，但我们同时也要知道飞到我们眼里的这些太阳光子平均年龄两万岁。

宇宙探索未解之迷

我们都知道光在宇宙中的传播速度是每秒钟30万公里。所以光的传播是需要时间的。既然光的传播需要时间，那么也就是说我们看到的物体都是过去的影像。例如太阳到地球的平均距离大约是1.5亿公里，因此太阳光线到达地球需要大约8分钟的时间。因此，我们就说我们看到的太阳是8分钟以前的太阳。

图示：太阳和地球

虽然太阳的光线从太阳的表面出发到达地球需要短短的八分钟的时间，但是科学家发现太阳的光线中的光子产生并到达太阳的表面却需要长达15万的时间。这听上去很不可思议。这是怎么一回事呢？

弄明白这个问题，我们先要了解一下太阳的光是怎么产生的？太阳是一颗恒星。恒星是能够自己发光发热的。太阳的结构从内到外依次可分为核心区、辐射区、对流层、光球层、色球层和日冕层。从太阳中心到0.25个半径的太阳核心区是太阳光子的源头。这里的核聚变反应在释放出巨大能量的同时也释放出了大量的光子。

图示：太阳的内部结构

这些太阳核心产生的光子要到达太阳表面并不是一件容易的事情。太阳的光子在核心区产生后就会进入到辐射区。进入到辐射区的光子不会以直线的方式到达太阳表面。它在向着太阳外部运动的同时会遇到大量的阻碍。

它们大约每前进1微米就会被太阳内部的原子吸收。当这个原子吸收了光子携带的能量后会被加热，加热后的原子又会把吸收掉的光子再次释放出来。而被释放出来的光子再前进一段距离又会被其它的原子吸收，然后再次被释放出来。这种光子被吸收释放和再次被吸收释放的过程在太阳内部大约要持续15万年！

而光子在太阳内部的这种运动过程，科学家们称之为“随机漫步”。意思就是漫无目的的向着目标靠近。

当太阳内部产生的光子经过漫长的15万年来到太阳表面后，那么它到达地球就只有8分钟的路程了。所以我们看到的太阳是8分钟以前的，但是这些太阳光子却在太阳的内部十几万年以前就产生了。

宇宙生命之谜

图示：太阳和地球

图示：太阳的内部结构

图示：太阳光子在太阳内部“随机漫步”的前进路径

而光子在太阳内部的这种运动过程，科学家们称之为“随机漫步”。意思就是漫无目的的向着目标靠近。

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可以这样理解：照射到我们身上的每一个光子，都是在太阳表面同一个起跑线上出发过来的，经过约500秒时间传输，行程约1.5亿公里。

但这些光子有老有少，年龄不一，或者说它们最早母体生成年代都很古老。

这些光都是太阳中心核聚变释放出来的。太阳中心有1500万度高温和3000亿个大气压强，在这样的极端环境下，氢的核外电子被驱离，氢核发生融合，每时每刻都有4个氢核融合成一个氦核，并释放出巨大能量，这个能量的表现形式就是电磁辐射，而电磁辐射的载体或者说传播媒介就是光子。

太阳的氢核聚变是一个复杂的过程，第一步是氢元素的同位素氕核聚变为氘核，并释放出一个中微子和正电子，正电子很快遇到周围的电子而湮灭，释放出两个光子。

这样，我们太阳最古老的两个光子就诞生了。然后，氘核与一个质子结合形成氦-3，随着一系列的核聚变反应，最终才融合为氦-4，在这个过程中会不断的释放出光子。

光子有个特性，在运行过程中，遇到有质量的粒子，比如质子、电子就会发生能量交互作用。

这有点像一个絮叨的老太太，走一步遇到一个熟人，就要扯上一番，交流各自所见所闻。虽然光子这个“扯”时间极短，但它不但是扯还要碰撞，这样一碰，就可能转变了方向，有时向前，有时向后，有时向左，有时向右，这样摇摇摆摆的进两步，退一步，有时候还会进一步，退两步，在一个地方转圈圈。

有人会问了，光子不是每秒30万公里吗，怎么会这样摇摇摆摆的比蚂蚁还慢？是的，原则上你理解的没错，光子一出生，在真空中运行速度就是每秒30万公里，但请记住，是在“真空”中，而太阳内部不是真空。

这样光子虽然以每秒30万公里速度前行，但每前行一步，都会遇到一个“朋友”，被扯住或者被偏转方向，这样弯弯曲曲一天还前进不了10米，而太阳的半径有69.6万公里，我们算算，走完这段路需要多久？

事实上，每个光子每天能够向太阳表面运行多少米，要看这个光子的运气，有的并不一定能够走十米，甚至一米也走不了。

光子每遇到一个质子就会发生能量互换或者反弹、转变方向。根据太阳密度计算，如果质子分布是均匀的，那么每个质子的平均距离为1埃（100亿分之一米），这样光子每行进1埃就要被碰撞一次，每个光子从太阳核心走到表面需要4000亿年。

但这显然是错误的。因为太阳年龄才50亿年左右，太阳光已经照射地球几十亿年了。这是因为太阳密度并不是均匀的，有稀有密，而每个光子行进的路途也是随机的，并不是每个质子都会遇到，这样它们运行到太阳表面就远远不需要那么久了。

既然是随机漫步，有的光子走了捷径，遇到的质子少，或者反弹回去的概率小，而前进的概率大，就会较快的到达太阳表面；而有的光子“朋友”多，“猪队友”多，推推搡搡，被推回去的概率大，就老在能量的旋涡里纠缠，就老也到达不了太阳表面。

这样，照射到我们身上的太阳光子，虽然都是在太阳表面同一起跑线跑过来的，但它们的年龄完全不一样，有非常古老的，也有不太古老的，但最小年龄也有几万岁。

就是这样，欢迎讨论。

时空通讯

直观角度：我们看到的太阳光光子是8分20秒前的，因为它携带着太阳表面的信息，通过1.5亿公里的日地平均距离传播过来。

但本质上来看：太阳光的起源隐藏在太阳内部，光子在那一块进行核聚变反应的区域诞生的，如果没有核心区域，那么太阳是不会发光的，而核心产生的光子从内部到达表面，需要经过层层降能，从最开始的高能光子变为可见光，最后被人接收。而这一过程需要经历数万年乃至数十万年的时间。

我们知道，太阳是咱们太阳系最重的天体，它的质量占据着整个太阳系总重的99.86%，对外：如此庞大的质量所产生的引力场牢牢的掌控着我们现在的八大行星，对内：为内部核聚变提供了平台（一种引力约束机制）

太阳核聚变的详细过程这里不再赘述（很久前我曾写过多篇文章详细的介绍过），我们需要知道的是在这个过程中太阳核心会产生高能的伽马射线（不属可见光），这些高能光子在对外传播时，会与带电粒子发生作用（因为太阳内部几乎所有物质都是以等离子态存在），这些高能光子在每次反应中都会损失部分能量（或者说释放出新的光子，但能量减弱了）。