若太陽熄滅,人類八分鐘後才能知道?科學家:已過去10000年
太陽是什麼,從科學的角度看,他只是宇宙中億萬恆星中的一顆,並不起眼,並不特殊。可是從人類的角度來看,太陽,是人類的恩人,人類之所以能存在,與太陽發出的熱量和光亮不無關係,如果沒有了太陽,人類的衣食住行都將受到直接影響,甚至最後,人類還會因此滅絕。
人類關於太陽的討論從來沒有停止過,在中國古代,孔子出遊的時候,就曾見到兩個小孩子討論太陽,到了現代,隨着觀測技術的進步和物理科學的發展,人類對於太陽重要性的了解也越來越多,於是乎,就有人發出了這樣的一個疑問,如果太陽突然熄滅,我們需要多久才能感受到?很多人以為是八分鐘,其實需要一萬年。
太陽到底是什麼燃燒的
要想理解太陽的熄滅,我們必須得先知道太陽是如何燃燒的。
太陽是銀河系中一顆普通的恆星,就像文章開頭所說的那樣,他並不是最大的,也不是最亮的,他唯一的獨特之處,就在於他的熱量釋放的剛剛好,恰好使得地球孕育出了生命,人類也由此誕生出來。隨着人類文明的不斷進化,人們一直在探索太陽的發光原理,想要知道太陽為什麼能持續燃燒四十六億年。
在十九世紀,人們認為太陽的燃燒,無非是通過兩種方式,一種是引力收縮,一種是太陽中有某種物質,能像木頭那樣燃燒,這樣會使得太陽越來越小。不過,這兩種猜想並沒有多少科學家贊同,因為用這種假設計算出來的太陽壽命,根本不可能達到恐怖的四十六億年,所以,太陽的燃燒,一定是有一種不為人所知的原因。
後來,隨着愛因斯坦質能方程的提出,加上核物理學的突破,人們才終於弄清楚了太陽的燃燒秘密,原來,太陽本身就是一個巨大的核電站。
通常氫原子帶有中性電荷,即一個氫原子包含兩個帶有想法電荷的電子,這兩個電子的電荷相互抵消,產生平衡。
太陽中含有大量的帶有正負平衡電荷的氫原子,如果在正常情況下,這些氫原子的性質是穩定的,不會亂動,可是太陽中心的溫度是不正常的,極其高的溫度迫使氫原子周圍的正負平衡電子分離,不同氫原子中的質子相互碰撞,最終結合在一起。
而他們結合在一起的形態通常只有一個,那就是氦原子。四個氫原子組成一個氦原子,在組成氦原子的過程中,原本的氫原子會丟失掉一部分質量。根據愛因斯坦的質能守恆原則,這些丟失的質量,不會憑空消失,而是會以熱能的形式釋放出來,這就是人們見到的太陽燃燒。
據科學家推算,按照目前人類的用電量來計算,太陽每秒產生的能量,可以供人類使用幾十萬世紀,這是何等恐怖的熱量啊。
八分鐘的錯誤
很多人看到這個問題,第一想法就是八分多鐘,因為他們是這麼算的,首先太陽距離地球的距離大約是一點五億千米,而光在真空中的傳播速度是三十萬千米每秒,因此我們可以直接根據除法,計算出太陽光到地球大概需要八點三分鐘。
八分鐘的答案是不對的,因為我們假設的前體是太陽熄滅和人類感知,而不是太陽光停止發射或者被遮擋,這兩個問題是有區別的。
舉例來說,假如我們在戶外生了一堆火,燃料是木頭,現在我們需要把火熄滅,問熄滅的現象我們要多久才能感知,總不可能是一瞬間吧,因為熄滅需要一個過程,可能是十秒,也可能是更久的時間,木頭上的火焰要一點點減弱,直到火焰消失,我們才能知道他熄滅了。太陽熄滅的問題同木頭熄滅類似,問的是過程。
所以,要想解答這個問題,我們就要弄清楚太陽的熄滅是怎麼樣的。
太陽熄滅人類多久能感受到
書接上文,太陽之所以能產生熱量,是因為太陽內部有大量的氫原子在做反應,最後生成氦,因此太陽的燃燒,靠的就是氫原子,如果氫原子用完了,太陽就會熄滅。但即便是熄滅也有一個過程,就像熄滅燃燒中的木頭那樣,不是一蹴而就的,而太陽作為一個巨大無比的火球,即便耗盡了燃料,熄滅時間也仍常很長,專家推測,可能至少一萬年。
原因很簡單,太陽光其實是一種被稱之為伽馬射線的電磁波光子,這種光子呈現波粒二象性,光子在太陽內部產生,人類是看不到太陽光的,除非光子能從太陽內部發射出來,發射到地球上,人類才能看到太陽光。而事實上,現實中的太陽光子,就是這麼做的。
不過,光子從太陽內部被生成開始,到突破太陽的約束,其艱難程度,遠遠超過了人們的想象。由於太陽中的氫元素在不斷反應,因此氫元子和氦原子都處於等離子體,當光子穿過這種等離子體的時候,會不斷的與質子,電子發生碰撞,每一次碰撞都會隨機改變一次方向。
這種方向的隨機性加上太陽巨大的直徑,就使得光子這種漫無目的的遊走,是否能走出太陽表面,完全靠運氣。根據科學家推算,這個過程最少需要一萬年,最長就說不清了,幾十萬年都有可能。
因此,假如太陽熄滅,就意味着太陽中的氫元素消耗殆盡,但是這個時候的太陽,依然是亮堂堂的,因為太陽當中的光子還沒有完全釋放出來,人類是察覺不到太陽的變化的。
隨後,由於光子總會不斷的逃出太陽,所以地球依然每天有大量的光子收到,人類還是感覺不到太陽的熄滅,直到最後一枚光子逃出,太陽再也沒有了光子,它的熄滅,才會被人類感知到。所以這個時間,最少是一萬年。---旅行密碼屋-