太阳的表面温度约为55001,比炼钢炉沸腾的河水温度高出约3倍。

其实太阳的威力,不仅是因为表面温度高,还在于它的体积 硕大无朋。平时看起来,太阳和月球差不多大小,但实际上它们的直径 相差近400倍。人们所见太阳的那部分称“光球”,其直径达140万千米, 相当于从地球到月球打两个来回。以质量计,太阳的质量大约是2 000 亿亿亿吨,是地球质量的33万倍,月球质量的2 680万倍。在整个太阳 系中,太阳的质量绝对占了大头:99.865%。

自古以来,人们在感谢太阳的光和热时,总不免担心太阳会不会 154有朝一日像火炉那样熄灭?为了弄清这个问题,科学家们一定要设法 揭幵太阳发光发 热的奥秘。

太阳为什么 会发光发热?人 们最先想到的是 火炉,把太阳比作 一座极大的火炉。

火炉中只要加人 燃料就会燃烧,燃烧时当然会放出光和热来,炉子越大越旺,热量越多。要发出如太阳那样的能量,每 秒钟至少要烧掉几千亿亿吨优质煤。那么,即使太阳全部由这种优质 煤组成,又保证有足够的氧让它完全燃烧,那它的寿命也是屈指可数 的——最多不超过6 000年!人类诞生至今已有百万年历史了。

后来人们想到了流星。因为流星的速度巨大,动能很高。月面上 的累累坑洞,直径几千米、几十千米的环形山,都是大小流星冲撞的结 果。一颗质量仅1克(约绿豆般大小)的流星,在以40千米/秒的速度 下落时,足以产生200千卡的热量,与燃烧250克优质煤发出的热量相 当。可要达到规模如太阳的能量,每秒钟降落于日面的流星需达4.7万 亿吨。但这样,太阳的质量约1 000万年就会增加1倍。何况太空中哪 有这么多的流星?

还有一些科学家设想出了别的能量来源。例如,通过收缩发光、 放射性元素蜕变放热等,可他们最终都过不了数字运算这一道关口。 到20世纪30年代,似乎已经到了山穷水尽的地步。

是爱因斯坦的相对论及提出的“质能关系”为解决太阳能源之谜 带来了曙光。爱因斯坦指出,质量和能量是可以相互转化的,如在反应 中损失的质量为M,则必然得到MC2的能量(其中C为光速)。1937— 1938年间,一些科学家提出了恒星(包括太阳)能量来源于氧聚变为氦 的热核反应。其方程很复杂,但归根到底可简化为4H — He,即4个氢 原子核(即质子)在高温、高压下会聚合成一个氦原子核。

我们常把这两种物质的相对原子质量分别取为1和4,仔细研究 后发现,氧原子核的相对质量不是1,而是1.007 3,氣原子核的相对质 量也不是4而是4.002 6,由此可知,反应前的相对质量约为4.029 2, 它比反应后的氦原子核相对质量大0.026 6(更精确的计算值为 0.028 697)。这是一个小得几乎不能再小的值,但奥妙正在这里。正 是这么一个极小的质量亏损,变成了巨大的能量。因为反应是大规模 进行的,4.03千克氢聚变后,生成了大约4千克氦,而其中有0.71 % (即 28克)氢“不翼而飞”。根据“质能公式”可知,它们将化作1 300万亿 焦的巨大能量。由计算可知,在太阳内部,每一秒钟内即有6亿吨氢聚 合而成为59 574万吨氦,另外有大约426万吨物质转化成太阳所发出 的巨大能量。每秒消耗6亿吨氢,当然非同小可,但考虑到太阳的质量 是2 000亿亿亿吨,其中90%是氢,所以足够让它这样烧上1 000亿年。 当然,由于核反应是在太阳最内部的深层进行的,外面的氢几乎“毫无 用处”。但即便是按内部核心处的氢计算,也足以维持100亿年。现 在太阳的年龄约47亿?50亿岁,至少还可让我们高枕无忧地过上50 亿年……

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