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空间中没有氧气,太阳是如何燃烧的

2024-01-20科学

宇宙中存在着无数复杂的问题,但有时候回归基础也是很有趣的。在这种精神下,我们来回答一个人们在互联网上反复提出的问题:「太空中没有氧气,太阳是如何燃烧的?」

首先,太空中确实存在分子氧气,只是数量不多。它已经被在一些地方发现,包括猎户座星云和Rho Ophiuchi云,还有被称为Markarian 231的星系中。即使在猎户座星云中,氧气也很稀少,而且绝对不是太阳「燃烧」的原因,因为太阳并不燃烧。地球是我们太阳系中唯一确认存在火的地方。事实上,地球是我们所知宇宙中唯一存在火的地方,是的,这包括星星和太阳。

想要有火,就需要自由的大气氧气。没有它,燃烧就根本无法发生,而且如果要维持燃烧,实验表明大气中需要大约16%的氧气。尽管在宇宙中,氧气是仅次于氦和氢的第三丰富的元素,但自由的分子氧气只有在地球上找到了大量存在,因为我们的大气中有21%的氧气。

太阳的成分是90%的氢和8.9%的氦,按物质质量计算约为70.6%的氢和27.4%的氦。你可以快速做一下数学计算,你会发现那里面根本就没有足够的空间来同时存在氧气,更别提维持火焰的燃烧了。太阳所产生的热量和光是通过核聚变产生的。

「太阳巨大的质量受到引力吸引,产生核心巨大的压力和温度,」美国宇航局解释说,「在核心中,温度约为华氏2700万度(摄氏1500万度),这足以维持热核聚变过程。在这个过程中,原子结合形成更大的原子,并在过程中释放惊人数量的能量。具体来讲,太阳的核心是氢原子聚变成氦原子。」

正是这个过程产生了太阳的热量和光。但如果太阳并没有燃烧,并且空间是真空的,我们又是如何在地球上感受到太阳的热量的呢?

在(几乎)真空的空间中,由于粒子较少来与之相互作用,没有足够的物质通过辐射加热。我们在地球上感受到的热量并不是来自太阳的直接热能,而是来自太阳辐射(横跨电磁波谱的波长,包括可见光)与地球上的粒子相互作用的结果。

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