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为什么太阳核心光子,飞到地球需要10万年,而不是8分20秒?

2024-06-29科学

导语

从太阳的核心产生到辐射到太阳的表面,种种原因使得这一过程非常的繁复,其中有着等离子体在太阳内部导热的繁杂转化,亦或是光子在等离子体中漫游需要10万年。

为什么太阳核心的光子,飞到地球需要10万年,而不是8分20秒?

今天我们就来探讨一下这件事。

太阳等离子体的运动。

闪烁的光芒在这太阳系间照耀着地球,使地球能够有光,有温度,才有了万物的生长。

光也在以每秒3*10^8米的速度向着各个方向传播,因此,当有任何东西与光子发生碰撞时,都会引起它产生的反应。

而光粒子在太阳的内部是在处于等离子体的状态下产生的,这一等离子体是由物质打破分子结构的状态。

因此,太阳的内部是非常的复杂的,然而光粒子在这一环境中还是能够从太阳的中心穿梭到太阳的表面,然后又以每秒3*10^8米的速度向着周围散射开来。

为什么光粒子从太阳的中心飞到太阳边缘要10万年?

光子是太阳的核心内产生的,与此同时,光子与其他微粒子之间发生的碰撞使得光子能够以每秒1亿米的速度在太阳的核心中快速传播开来。

但是光子一旦飞到了太阳的边缘,就需要10万年的时间,这是为什么呢?

太阳核心的光子。

光粒子在太阳的中心被产生的速度是非常的快的,为了不被凝聚成的等离子体吸收,光子会被撞开,一直到处于光球的最上层,光子才会减慢飞行的速度,开始漫步。

等离子体的密度在最上层的地方为5.210^(-4)米,而其密度在太阳的内核中为1.610^5,因此等离子体之间间隔的距离非常的小。

因此光子在太阳的上层中就变得非常的迟钝,而光子在等离子体中的运动是遵照量子力学运动规律的,光子也会从一缕光变成波。

这也就是说,太阳中的光子光速非常迅猛,在太阳的中心中,一秒钟就能照耀到无数的光子。

而到了太阳的上层,光子的速度就变得越来越慢了,不过还是能够在每一秒的时间照耀到无数的光子。

在最上层,光子的光速比在太阳的中心要慢,然而,光子的密度是高于在太阳中心中的,因此,在经过了300万公里的连续碰撞后,光子的速度便会慢了下来。

在太阳的上层,光子需要游走十分的复杂,这时的光子相当于要从距离地球1500公里的地方飞到地球上,需要8分20秒的时间。

而在太阳上空10万公里处,光子需要在太阳的上层中飞行10万年,由于太阳是一个半径约为7万公里的球体,因此,光子能够飞出太阳,就需要在太阳中飞行至少8.7*10^8年的时间。

光的产生与光的传播。

从太阳内核开始飞出的光子,照耀在太阳的表面,这是因为太阳上方的等离子体密度要大于光速,而光飞行的距离需要比较小,因此,等离子体会离开太阳独立存在,能够发生化学反应。

当光子与原子或分子发生碰撞时,原子和分子就会发生一个由低能到高能的跃迁,光子也因为发生了能级的跃迁,能量会发生变化,从而使得原来的光子闪烁出光泽。

这决定了光的颜色,太阳所有的颜色都是这样产生的,这个过程也讲述了光的产生,而光的传播则是通过光的颜色随着等离子体的密度进行传播的。

太阳内核汹涌澎湃的高能光就是淡蓝色的,而在太阳外层的等离子体会阻碍住蓝光,使其无法到达地球,这样,我们看到的太阳是黄色的。

但是,除了黄色的光,太阳的上层还会产生一部分红光,这部分光需要从10万公里以外的等离子层中飞出来,然后才能直达地球,然而,太阳产生的红光极少,因此我们在看到太阳的时候,也看不见红光。

而太阳的其他光也是如此,这就是光是如何产生的,也是为什么我们看到的光是通过光的颜色产生的。

为什么太阳辐照到地球需要10万年?

太阳是一颗恒星,恒星是一种能够自发光的天体,能够发出光的原因是因为恒星内部有足够的能量,能够涌出大量的光,光传播能够到达地球或其他行星上,从而实现照耀行星,使行星上产生亮度和热度的效果。

这种能够形成光的过程是非常繁复的,恒星就是通过等离子体来产生光的,然而等离子体是气体被加热分解之后所得到的,因此等离子体会随着温度的不同,所透射出的光也是不同的。

等离子体是由原子和分子结构被撞开形成的,因此这种非常微小的结构产生的光是非常繁杂的,产生的光能够在各个波段上,这也就是恒星可以形成光是因为等离子体光在各个波段的光综合起来的结果。

光就是一种辐射的能量,如果这个过程需要花费一定的时间,那么光也会被传播出去的,而光的传播速度则是由等离子体密度来决定的。

当等离子体内的密度足够高的时候,光就会产生阻碍,导致光传播速度变慢,而光密度是由等离子体的压强得来的,因此等离子体的速度和太阳的温度一样,是有规律的。

等离子体在太阳的内核中,其温度最高,因此,等离子体的速度也是最高的,等离子体在太阳的外表面上层,密度和温度都是最低的,因此速度也最慢,这是由于等离子体的密度与速度成正比的。

光子在等离子体中漫游。

等离子体的速度是可以通过等离子体的温度与密度之乘积得到的,在太阳的内核中等离子体的速度是最快的,为610公里/秒,这也就是在等离子体中,光子在太阳的内核中每秒5.3厘米的速度飞过等离子体环境。

光子在太阳的核心环境中会进行瞬间的转化,从电子被吸收到电子再被排开,这一过程是瞬间完成的,从而光子能够瞬间飞到太阳的中心,然而一旦光子飞出太阳的中心环境,就需要遵循等离子体的密度和速度。

等离子体的压强从太阳的内核向外层逐渐变小,因此等离子体的速度也变小,光子在太阳的上层环境中不仅会与等离子体发生碰撞,还会与其他的原子或分子发生碰撞,从而光子飞行的过程大大缓慢。

在太阳的上层环境中,等离子体密度的变化会使光子的速度进行瞬间,变化最终遵从等离子体的密度与速度成正比的规律,在太阳的上层环境中,光子就需要在等离子体环境中漫游许久,最终才能飞到太阳的表面。

等离子体在太阳的上层环境中的平均速度是每秒4.410^5米,光子在这一环境中飞行需要55天,最终光子能够飞出太阳,但是速度只有每秒1.310^7米。

结论。

正是等离子体的密度变化,才使光子的速度发生变化,如果光子在等离子体环境中飞行速度是匀速的,那么,等离子体就会在光子飞行的过程中,全部被抛到空间中,从而无法照耀太阳。

尽管光子在太阳内部中能够快速的穿梭,但是在太阳的上层中就需要经过长时间的漫游,最终才能飞出太阳表面,这也决定了为什么从太阳内核到太阳的表面上空,光子需要漫游10万年。

尽管光子在太阳上层环境中漫游了10万年,但是到了地球上之后,只需要8分20秒,人们就能看到太阳的光芒。

阳光照耀着地球上的万物,这也使世间有了生命,有了万物生长,白昼的阳光,夜晚的月光,都在为世界的生灵构成一道靓丽的风景线。