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空間中沒有氧氣,太陽是如何燃燒的

2024-01-20科學

宇宙中存在著無數復雜的問題,但有時候回歸基礎也是很有趣的。在這種精神下,我們來回答一個人們在互聯網上反復提出的問題:「太空中沒有氧氣,太陽是如何燃燒的?」

首先,太空中確實存在分子氧氣,只是數量不多。它已經被在一些地方發現,包括獵戶座星雲和Rho Ophiuchi雲,還有被稱為Markarian 231的星系中。即使在獵戶座星雲中,氧氣也很稀少,而且絕對不是太陽「燃燒」的原因,因為太陽並不燃燒。地球是我們太陽系中唯一確認存在火的地方。事實上,地球是我們所知宇宙中唯一存在火的地方,是的,這包括星星和太陽。

想要有火,就需要自由的大氣氧氣。沒有它,燃燒就根本無法發生,而且如果要維持燃燒,實驗表明大氣中需要大約16%的氧氣。盡管在宇宙中,氧氣是僅次於氦和氫的第三豐富的元素,但自由的分子氧氣只有在地球上找到了大量存在,因為我們的大氣中有21%的氧氣。

太陽的成分是90%的氫和8.9%的氦,按物質質素計算約為70.6%的氫和27.4%的氦。你可以快速做一下數學計算,你會發現那裏面根本就沒有足夠的空間來同時存在氧氣,更別提維持火焰的燃燒了。太陽所產生的熱量和光是透過核聚變產生的。

「太陽巨大的質素受到重力吸引,產生核心巨大的壓力和溫度,」美國太空總署解釋說,「在核心中,溫度約為華氏2700萬度(攝氏1500萬度),這足以維持熱核聚變過程。在這個過程中,原子結合形成更大的原子,並在過程中釋放驚人數量的能量。具體來講,太陽的核心是氫原子聚變成氦原子。」

正是這個過程產生了太陽的熱量和光。但如果太陽並沒有燃燒,並且空間是真空的,我們又是如何在地球上感受到太陽的熱量的呢?

在(幾乎)真空的空間中,由於粒子較少來與之相互作用,沒有足夠的物質透過輻射加熱。我們在地球上感受到的熱量並不是來自太陽的直接熱能,而是來自太陽輻射(橫跨電磁波譜的波長,包括可見光)與地球上的粒子相互作用的結果。

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