为什么太阳上的能量用不完啊?

太阳巨大的能量来源于哪儿呢？

它是由光球直接射出的。不过，一定需要有新能量不停地提供给光球，才能促使能量不停地释放啊！那么，这种让太阳照耀着地球5000万年的内部供给究竟是什么呢？这种供给是否会枯竭呢？根据能量守恒定律，能量不会消失不见，更不会无中生有，只会从一 种形态转变成另一种形态，但宇宙间的总能量是不变的。 除非太阳可以从 外面吸收能量，否则它的储藏将会一直减少。我们可以假设这个储藏总有 一天会消耗殆尽，太阳会越来越暗淡，最后彻底无光。不过，太阳已经照 耀地球这么长时间了，光辉好像丝毫没有减弱，这是怎么回事呢？200多年前，物理学家亥姆霍兹（Helmholtz)提出了太阳热的收缩学 说，此后很长时间被科学家们认...全部

  它是由光球直接射出的。不过，一定需要有新能量不停地提供给光球，才能促使能量不停地释放啊！那么，这种让太阳照耀着地球5000万年的内部供给究竟是什么呢？这种供给是否会枯竭呢？根据能量守恒定律，能量不会消失不见，更不会无中生有，只会从一 种形态转变成另一种形态，但宇宙间的总能量是不变的。
  除非太阳可以从 外面吸收能量，否则它的储藏将会一直减少。我们可以假设这个储藏总有 一天会消耗殆尽，太阳会越来越暗淡，最后彻底无光。不过，太阳已经照 耀地球这么长时间了，光辉好像丝毫没有减弱，这是怎么回事呢？200多年前，物理学家亥姆霍兹（Helmholtz)提出了太阳热的收缩学 说，此后很长时间被科学家们认为是真理。
  他认为：假如每年太阳半径都 会收缩43米，那么，正好抵消太阳一年辐射的能量。根据这个学说，以前 的太阳更加巨大，而且更加稀薄。此外，将来的太阳总有一天会紧密得无 法收缩，无法弥补由于辐射减少的热量。
  几百万年之后，太阳将会冷却， 地球上的一切动植物都会死亡，因为它们无法得到所需的能量。收缩学说展示给我们的是一幅暗淡的前景，而且预示了世界末日就在 不远的将来，至少以天文尺度来说非常短暂。不过，19世纪初期，收缩学 说遭到强烈反对，无论太阳是如何收缩成现在这样子的，根据太阳现在的 发光率，只要2000多万年就能积累足够的热量。
  不过，根据这个比例得 知，太阳的照射时间要比这个时间长很多，所以收缩学说无法解释太阳在 过去如何弥补辐射出的能量。因此，对于这个理论推测出来的未来光景， 我们也要持怀疑态度。实际上，由于没有事实能够证明太阳确实在收缩， 所以人们逐渐放弃了收缩学说。
  20世纪初期，随着相对论和物理学的不断进步，人们意识到太阳和恒 星的能量是核能释放出来的。我们通过光谱观测得知，恒星内部含有大量 的氢，而氢能够释放出许多核能。在高温和高压下，氢聚变为氦时会释放 出巨大的核能，所以恒星和太阳能够长时间向外辐射能量。
  1926年，英国剑桥大学天文学教授阿瑟•爱丁顿（A。 Edington)爵士 的著作《恒星内部结构》一书出版，这本书讲述的是恒星内部情况，还有 恒星的物理特征。爱丁顿推测，太阳借助于重力将物体聚集起来，重力促使物体向中心聚拢。
  在太阳内部，由于高温气体形成的压力和重力方向恰 好相反，所以这两个力相互平衡。当处于平衡点时，根据经典力学和热力学 原理，我们通过计算得出恒星中心的温度大约是4000万摄氏度。爱丁顿认 为，这样的高温能够促使氢核发生聚变，提供给太阳和恒星巨大的能量。
  不过，物理学家们不认同爱丁顿的观点。他们认为，只有几百亿摄氏 度的高温才能促成这种聚变，4000万摄氏度的温度太低，无法克服原子核 之间的巨大电磁力。但是，美籍俄裔核物理学家和宇宙学家乔治•伽莫夫 (G。
   Gamow)已经证明物理学家们的推测不正确。伽莫夫认为，尽管核力约束着镭核内的各种粒子，但根据现代量子 理论可知，它们绝对不是无法分裂ex粒子，虽然发生这种事情的概率非常 低。核力约束着镭核中的粒子，好像一座堡垒将它们紧紧包围起来，粒子 的能量无法穿透堡垒来到外面。
  不过，量子力学认为，核内的粒子不一定 要穿过堡垒，它们偶尔可以从堡垒的一条通道中过去。这种现象被人们称 为“量子隧穿”。伽莫夫深入解释，如果粒子能够从里面穿透堡垒来到外 面，那么，粒子同样可以从外面进人原子核中。
  1929年，英国天文学家罗伯特•阿特金森（R。 Atkinson)和德国核物 理学家弗里茨•豪特曼斯（F。 Houtermans)联合发表了《关于恒星内部元 素结构的可能性问题》一文，用伽莫夫提出的量子隧穿理论分析恒星的内 部能量问题。
  他们认为：恒星内部的质子能够穿过堡垒进入到可以发生聚 变的范围中，然后进行轻核聚变释放出巨大的能量。这样一来，在比较低 的温度下，氢就可以聚变为氦提供太阳辐射所需的能量。由于发生这种反 应的温度是几千万摄氏度，所以人们将这种反应叫做“热核反应”。
  天文观测显示，太阳的核心物质是等离子状态，完全满足热核反应的 物理条件。那么，太阳和恒星内部的氢经过怎样的过程才能聚变为氦呢？ 1938年，美国核物理学家汉斯。贝特（H。 Bethe)和查理斯•克里奇菲尔 德（C。
   L。 Critchfield)发现了氢聚变为氦的方法，将其叫做“质子一质子循环”。在这个反应中，1克氢能够释放出的核能是6700亿焦耳，这些核能马上 就能转化成热能，并以对流和辐射的方式输送到太阳的外层空间中去。
  贝特和德国弗里德里希•冯。魏茨泽克（F。 V。 Wetabckor)各自发现了 将氢聚变为氦的“碳循环”方法。我们通过现代天文学观测得知，质子一 质子循环为太阳提供了 98%的能量，而碳循环为太阳提供了 2%的能量。
  由 于创立了这个理论，贝特获得了 1967年的诺贝尔物理学奖。收起