太阳持续百亿年的核聚变能量靠什么来维持的？

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地球的能量主要来自于太阳辐射，但是实际上太阳辐射只有大概二十二亿分一被地球接收到，而人类只能利用其中的万分之一。太阳的能量来源于它内核的核聚变反应，和氢弹是类似的，可问题就来了，同样都是核聚变反应，为什么氢弹会一下子全炸掉，而太阳可以维持数百亿年的核聚变反应？

这个问题其实也很简单， 氢弹的核聚变反应是很剧烈的，反之，太阳内核的核聚变反应是很缓慢的 。那为什么会造成这样的情况发生呢？

氢弹的核聚变反应

这就要从两者的核聚变说起，它们的核聚变实际上是有区别的。 氢弹常用的核聚变方程是通过氘核和氚核在超高温环境下生成氦核、中子以及能量 。

这里我们需要注意的是，原子核是由质子和中子构成的，而质子是带正电的，中子不带电，因此，原子核都是带正电。根据同种电荷相排斥的原理，库伦斥力会阻碍原子核的核聚变反应，所以，这个过程需要超高温的条件，这样可以提供给原子核足够多的能量来克服库伦斥力。

这个超高温的条件常常需要达到1亿度甚至是数亿度。一般情况下，人类要创造出这样的超高温环境是十分困难的。科学家在制造氢弹时候就想到了一个办法： 通过核裂变来引发核聚变 。

具体来说就是，在氢弹内部有两种核燃料分别是：核裂变燃料和核聚变燃料。

要引爆氢弹实际上是先点燃核裂变燃料，核裂变反应会产生这个超高温环境，这就给核聚变反应提供了反应条件，于是，核聚变反应也就得以进行了。我们可以粗暴地理解成：先引爆了一颗原子弹，然后通过原子弹产生的超高温点燃了氢弹。

太阳的核聚变反应

虽然核裂变可以在短时间内产生了上亿度的超温度，可我们要知道的是太阳内核温度只有1500万度，这个温度距离上亿度还有很大的距离，因此，太阳并不能像氢弹那样来进行核聚变反应。那太阳的核聚变反应是如何进行的呢？

太阳内部有两种核聚变反应，分别是 质子-质子反应链 和 碳氮氧循环，其中主要是质子-质子反应链，而碳氮氧循环只有很小的比例。两者的本质其实是类似的， 我们都可以粗暴地理解成 四个质子（氢原子核）反应生成氦-4核。

在质子-质子反应链中，第一阶段的核聚变反应才是关键，如果第一阶段反应无法进行，太阳也就无法进行核聚变反应。第一阶段的反应是两个质子（原子核）通过反应生成氘核，本质上就是一个质子通过反应变成了中子和正电子。

在整个过程中，质子（氢原子核）也是带正电，它们之间也有库伦斥力，所以，核聚变是很难进行的，也是需要上亿度的反应温度，这个反应如果拿到地球上来是无法进行的。那为什么在太阳当中就可以进行呢？

这是因为在这个反应过程中，需要有“弱力”的加入，正是“弱力”使得其中一个质子转变成了中子和正电子。

弱力特别得弱，发生的概率非常低，在太阳中， 一个质子与其他质子遭遇，最终反应生成氘核的事件大概需要10亿年才能发生一次 。所以， 这个反应在地球上无法进行的最根本原因就是因为发生的概率太低了 。但是，到了太阳这里就可以发生。这是因为太阳特别大，太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%以上，是地球质量的33万倍，而且其中氢的质量占据了75%左右，如果我们从粒子数的角度来看，氢占到了92%左右。也就是说，太阳中，质子（氢原子核）的数量是极其庞大的，而且太阳内核是呈现等离子态，这也给质子相遇提供了有利条件。

因此，即便是再小的概率，这样的条件下，也是可以发生的。只不过，由于弱力的存在，使得反应的速度不会像氢弹那样快，只能慢慢烧着，这其实也就是太阳能够燃烧上百亿年的秘诀。

总结

最后，我们来总结一下，氢弹的核聚变反应是通过核裂变反应来提供超高温来进行的，这温度达到了上亿度。而太阳内核的温度达不到这样的条件，太阳的核聚变反应能够进行的根本原因在于太阳特别大，拥有数量庞大的质子（氢原子核）。所以，即便是弱力再弱，也可以发生。只不过，由于弱力特别弱，所以太阳无法一下子全炸了，只能慢慢烧着。

太阳持续百亿年的核聚变能量靠什么来维持的？

太阳是我们所处恒星系的核心，几十亿年来源源不断地向周围的空间释放巨大的能量，虽然只有极小一部分到达地球，但是这一部分能量对于地球来说却意义重大，它维系着地球的温度逐渐处于宜居水平，使冷却的速度不至于太快，最重要的是在太阳能量的持续输入下，为地球生命的诞生和发展创造了得天独厚的条件。那么，这几十亿年来太阳产生的能量是靠什么来维持的呢？

在相当长时间内，人们对于物质和能量的认知是割裂开来的，直到爱因斯坦提出狭义相对论，将物质的运动状态与时间和空间有机结合起来，以物质运动为主线统一时间和空间，并在此基础上推导出来著名的质能方程，从而把物质的质量和能量也进行了统一，并提出了它们之间的等效关系：E=m*c^2。这个关系式并不是说物质和能量可以无限制地进行转化，比如多少公斤的物质套用这个公式一定可以转化为多少能量，而多少能量也可以按此原则生成多少物质，它所表达的是物质的质量和能量之间的等效关系，也就是说对应关系，说明的是质量和能量都是物质的基本属性，物质的存在以质量和能量的形式进行体现。在一个封闭系统中，所有物质的质量和能量总和，不因物质的形态、发生变化后的数量、释放或者吸收能量等而发生变化，体现为数值上的总量不变，这就是质能守恒定律。

说到太阳，其实它的诞生 历史 ，前半段和地球等其它行星是大同小异的，都是靠吸收周围星际物质起家的。只不过，太阳的起步稍早一些、规模更大一些，造成了它后续的影响力更强。太阳在吸收上一任大质量恒星生命晚期以超新星爆发形式释放的大量星际物质的基础上，使得其核心区域的质量越来越大，依靠逐步提升的引力有更多的星际物质加入，形成了“良性循环”。那么，在这么多物质逐渐靠拢达到一定规模后，在核心引力的驱动下，外层星际物质便会在重力作用下发生坍缩，在坍缩过程中，星际物质之间的相互碰撞和摩擦、重力势能的降低带来能量的转化，都会持续提升核心区的温度，同时压力也不断地上升。

根据科学家们的判断，当这个核心区的温度达到1000万摄氏度时，便可激发氢的核聚变反应，恒星这于此登上 历史 舞台。但是按道理来说，这个温度还不足以突破质子发生核聚变的程度，这里就有一个能够突破原子间库仑力的“快捷通道”，那就是量子隧穿效应，也就是说在时间不确定度很小致使能量不确定度突然增大的情况下，质子就会能够在“较低”的温度下，质子也会有一定几率突破库仑力的阻挡进入其它原子核的内部，从而推动能量的提升达到核聚变的条件。这个量子隧穿效应可以看作是太阳内部核聚变的催化剂，使其在较低的“临界条件”下能够发生原本很难做到的事，同时也使太阳内核的温度不致于过高，从而使核聚变的反应不至于失控。

简单地描述太阳内部的核聚变过程，其实主要包含两种不同的途径，一个是氢核聚变，另一个是碳氮氧聚变，其中氢核聚变所释放的能量占据了产生总能量的80%以上。以氢核聚变为例，主要过程就是四年氢原子核，通过质子-质子链式反应，最终聚变为一个氦原子核，同时释放出伽马射线射线、中微子、自由电子，在此过程中，按照质能守恒定律，系统中总质量发生一定程度的亏损，那么对应的也产生了具有非常高性价比的能量。

在太阳内部核反应时，其在诞生之初所吸聚大量的轻元素，特别是氢原子，为氢氦聚变提供了非常稳固的后盾。根据科学家们的推测，太阳内部质子-质子链反应每秒中要生了9.2*10^37次，需要消耗6.2*10^11千克的氢原子，在转化为氦原子后，每秒的质量亏损大约在420万吨左右，而氢的消耗量在6亿吨左右。

由于太阳的总质量非常庞大，达到2*10^30千克，而氢的占比约在3/4以上，因此即使50亿年漫长的核聚变历程，其损失的质量也仅是太阳的九牛一毛，但对于氢来说，再过50亿年就可能会被耗尽，届时太阳会发生氦闪，向外的辐射压迅速提升，推动体积逐渐膨胀，形成红巨星，那时太阳就进入了生命的尾声，最后经过红巨星的阶段再坍缩形成白矮星。

通过以上我们对太阳内部核聚变过程的简单分析，可以看出能够维持核聚变顺利进行的基本保障，就是物质的 历史 积累，特别是氢原子的持续贡献，这个过程恰恰说明了质量和能量的统一。依靠太阳内部的核聚变，一开始形成的伽马光子，在内核高密度、高压力的环境下，其自由路程非常短，仅有纳米或者毫米级别，然后就会被其它物质所吸收，为其它物质提高内能，也就是能量的一部分转化为其它链式反应注入了“活力”，然后随着自由电子能级的回落，再释放出光子，光子于是在这种反复振荡的过程中，一方面在漫无边际的游走，可能几万年才能到达太阳表面；另一方面在反复振荡过程中，所携带的能量逐渐降低，从一开始的伽马射线，到X射线，再到紫外线、可见光和红外线，根据从太阳内核到表面的路程长短，最终释放出来的光子种类也发生不同变化，因此我们在地球上接收到的光线，最终是各种不同光子组成的复合光线，就是这个道理。

一根铜质导线通上电压，就会产生电流，在电流达到一定强度，这根导线就会发热。

根据这个原理人类用钨丝做成了灯泡，这个灯泡就会发光，发热，光芒四射，照亮了黑暗的空间。

巨大的银河系，有一个星云密集的中心边缘地带，这里有无数的星星组成的星云，这里没有黑暗，全部是炙热的恒星，围绕着一个黑洞，黑洞里面黑暗无比。银河系是一个整体，它具有强大的磁场。

银河系的磁场贯穿于银河系所有的星系，比如太阳系。

银河系所有的星系磁场又互相贯穿。

太阳系也被贯穿，强大的磁场贯穿于太阳，而太阳独特的物质结构被磁场贯穿，这是银河系的交变磁场，是银河系不断运动的反应。

交变磁场贯穿太阳，垂直90度就会有电流产生，强大的磁场，产生强大的电流，而使太阳表面达到一个电流的极质，由于太阳特殊的物理物质构造，里面有着地球人无法未知的物质，这种物质又是导电的最佳材料，这里产生了强大无比的电流，环状的电流产生热量，产生光艳无际。

体积大的星球，通过的磁场，磁通量大，产生的电流也大，产生的热量也大，产生的光线越强。

星球小通过的磁通量少，产生的热量小，辐射量也小。

万能的宇宙无奇不有，我们在地球上看到的物质现象，在宇宙中一定也会产生。并且无法想象的超出我们的思维范畴。

每一个星球即接受银河系的磁场，也接受本星系大型星球的磁场，而因为体量小，产生的作用也小。

地球也接受银河系的磁场，更接受太阳的磁场，但是体量小，对地球的作用也小，地球局部也有太阳的特征，内部的溶化的岩浆，岩浆的最深处沉淀着金属物质，这是能够产生导电的最佳物质，而轻质的岩石物质往往浮在表面，这就是岩浆。

但是另一种力量，太空的绝对低温冷却了地球的表面，而使地球表面凝固成为了固体岩浆，岩石。

宇宙中任何一个星球都与它所处的大环境互相贯通的。

而产生形形色色的模样。

这些模样由于大环境作用，而维持着它应有的特征。

太阳在寒冷的太空中永久维持着自己的状态，与银河系大环境密切相关，而太阳周围的小环境也影响着太阳，但是大环境的存在，小环境影响甚微。

地球也一样，也有一个太阳系的环境在作用着，虽然，地球周围的小环境也影响地球，但是也甚微。

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