| 扣開(kāi)太陽(yáng)之門(mén) 太陽(yáng),光焰奪目,溫暖著人間.從古到今,太陽(yáng)都以它巨大的光和熱哺育著地球,從不間斷.地球上的一切能量幾乎都是直接或間接來(lái)源于太陽(yáng).例如,生物的生長(zhǎng),氣候的變化,江河湖海的出現(xiàn),煤和石油的形成……,哪一樣也離不開(kāi)太陽(yáng).可以說(shuō),沒(méi)有太陽(yáng),就沒(méi)有地球,也就沒(méi)有人類(lèi). 太陽(yáng)發(fā)出的總能量是大得驚人的.有人測(cè)量了地面上單位時(shí)間內(nèi)來(lái)自太陽(yáng)的能量.據(jù)測(cè)量,一個(gè)平方厘米的面積,在垂直于太陽(yáng)光線(xiàn)的情況下,每一分鐘接收到的太陽(yáng)能量大約是1.96卡.換句話(huà)說(shuō),如果放上一立方厘米的水,讓太陽(yáng)光垂直照射,那么每過(guò)一分鐘水的溫度會(huì)升高1.96度,也就是接近兩度.這個(gè)每平方厘米每分鐘1.96卡,就叫作“太陽(yáng)常數(shù)”. 有了這個(gè)準(zhǔn)確的“太陽(yáng)常數(shù)”,我們就可以計(jì)算太陽(yáng)發(fā)出的總能量了.我們知道,地球同太陽(yáng)的距離大約是一億五千萬(wàn)公里.1.96卡這個(gè)數(shù)是在離太陽(yáng)一億五千萬(wàn)公里外的地球上測(cè)到的.所以,只要把1.96卡乘上以一億五千萬(wàn)公里為半徑的球的面積,就可以得出太陽(yáng)發(fā)出的全部能量.這個(gè)數(shù)值是每分鐘發(fā)出五千五百億億億卡的能量,這個(gè)能量究竟有多大呢?我們可以打一個(gè)比方：如果從地球到太陽(yáng)之間,架上一座三公里寬、三公里厚的冰橋,那么,太陽(yáng)只要一秒種的功夫發(fā)出的能量,就可以把這個(gè)一億五千萬(wàn)公里長(zhǎng)的冰橋全部化成水,再過(guò)八秒鐘,就可以把它全部化成蒸汽. 太陽(yáng)盡管發(fā)穌餉淳藪蟮哪芰浚 鍬淶降厙蟶系娜粗揮瀉萇俚囊壞愕悖 蛭 衾氳厙蛺 讀恕J導(dǎo)噬系厙蚪郵盞降奶 裟芰浚 徽繼 舴⒊齙淖苣芰康畝 詵種 弧U 欽舛 詵種 壞奶 裟芰吭諮 鈄耪 齙厙頡? 太陽(yáng)是怎么發(fā)出這么巨大的能量來(lái)的呢?它是不是永遠(yuǎn)這樣慷慨地供應(yīng)地球,永遠(yuǎn)也消耗不盡呢?人類(lèi)為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題,花費(fèi)了幾百年的時(shí)間,一直到今天,也還在不斷地進(jìn)行著探索. 日常生活告訴我們,一個(gè)物體要發(fā)出光和熱,就要燃燒某種東西.人們最初也是這樣去想象太陽(yáng)的,認(rèn)為太陽(yáng)也是靠燃燒某種東西,發(fā)出了光和熱.后來(lái)發(fā)現(xiàn),即使用地球上最好的燃料去燃燒,也維持不了多長(zhǎng)的時(shí)間.拿煤來(lái)說(shuō)吧,假如太陽(yáng)是由一個(gè)大煤塊組成的,大概只要1500年就要燒光了.后來(lái)又想到可能是靠太陽(yáng)本身不斷地收縮來(lái)維持的.但是仔細(xì)一算,也維持不了多久.一直到本世紀(jì)的30年代以后,隨著自然科學(xué)的不斷發(fā)展,人們才逐漸揭開(kāi)了太陽(yáng)產(chǎn)能的秘密.太陽(yáng)的確在燃燒著,太陽(yáng)燃燒的物質(zhì)不是別的,而是化學(xué)元素中最簡(jiǎn)單的元素——?dú)?不過(guò),太陽(yáng)上燃燒氫,不是通過(guò)和氧化合,而是另外一種方式,叫做熱核反應(yīng).太陽(yáng)上進(jìn)行的熱核反應(yīng),簡(jiǎn)單地說(shuō),是由四個(gè)氫原子核聚合成一個(gè)氦原子核.我們知道,原子是由原子核和圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)的電于組成的.要想使原子核之間發(fā)生核反應(yīng),可不是一件容易的事情.首先必須把原子核周?chē)碾娮尤即虻?然后再使原子核同原子核激烈地碰撞.但是,由于原子核都是帶的正電,它們彼此之間是互相排斥的,距離越近,排斥力越強(qiáng).因此,要想使原子核同原子核碰撞,就必須克服這種排斥力.為了克服這種排斥力,必須使原子核具有極高的速度.這就需要把溫度提高,因?yàn)闇囟仍礁?原子核的運(yùn)動(dòng)速度才能越快.例如,要想使氫原子發(fā)生核反應(yīng),就需要具備幾百萬(wàn)度的溫度和很高的壓力.這樣高的溫度在地面上是不容易產(chǎn)生的,但是對(duì)于太陽(yáng)來(lái)說(shuō),它的核心溫度高達(dá)一千多萬(wàn)度,條件是足夠了. 太陽(yáng)正是在這樣的高溫下進(jìn)行著氫的熱核反應(yīng).它把四個(gè)氫原子核通過(guò)熱核反應(yīng)合成一個(gè)氦原子核.在這種熱核反應(yīng)中,氫不斷地被消耗,從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),太陽(yáng)在燃燒著氫.但是它和通常所說(shuō)的燃燒不同,它既不需要氧來(lái)助燃,燃燒后又完全變成了另外一種新的元素. 當(dāng)四個(gè)氫原子核聚合成一個(gè)氦原子核的時(shí)候,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了質(zhì)量的虧損,也就是一個(gè)氦原子核的質(zhì)量要比四個(gè)氫原子核的質(zhì)量少一些.那么,虧損的物質(zhì)跑到哪里去了呢?原來(lái),這些物質(zhì)變成了光和熱,也就是物質(zhì)由普通的形式變成了光的形式,轉(zhuǎn)化成了能量.質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,可以用偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦的相對(duì)論來(lái)解釋.那就是能量等于質(zhì)量乘上光速的平方,由于光速的數(shù)值很大,因此,這種轉(zhuǎn)換的效率是非常高的.用這種方式燃燒一克氫,就可以產(chǎn)生一千五百億卡的能量.它相當(dāng)于燃燒150噸煤.太陽(yáng)為了維持目前發(fā)射的總能量,每秒鐘要有六億五千七百萬(wàn)噸的氫聚合為氦.聽(tīng)起來(lái),這是一個(gè)很大的數(shù)字,但是對(duì)于太陽(yáng)來(lái)說(shuō)卻是微不足道的,因?yàn)樘?yáng)的質(zhì)量實(shí)在太大了,比地球的質(zhì)量要大33萬(wàn)多倍.而且太陽(yáng)物質(zhì)的化學(xué)組成和地球的很不一樣,絕大部分正是太陽(yáng)進(jìn)行熱核反應(yīng)所需要的氫.氫占太陽(yáng)質(zhì)量的四分之三以上.其次是氫燃燒后生成的氦,占五分之一左右.再其次才是幾十種其他的微量元素.因此,如果太陽(yáng)按目前的速度燃燒氫,那么還足夠燃燒五百多億年呢! 人們?cè)谂宄颂?yáng)的能量是怎樣產(chǎn)生的以后,自然就聯(lián)想到能不能把太陽(yáng)上的這種產(chǎn)生能量的方式搬到地球上來(lái)呢?人們通過(guò)對(duì)原子和原子核的大量研究,終于利用熱核反應(yīng)的道理,制造出和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的方式一樣的氫彈.氫彈的威力比原子彈還要大得多.不過(guò),目前人們還做不到把氫彈的能量很好地控制起來(lái)使用.如果有朝一日能夠?qū)崿F(xiàn)可以控制的穩(wěn)定的熱核反應(yīng),那么大量的海水中的氫就可以作為取之不盡的燃料.那時(shí)候,地球上再也用不著為能源問(wèn)題發(fā)愁了.這樣的設(shè)想并不是幻想,目前世界各國(guó)的科學(xué)家,包括我國(guó)的科學(xué)家在內(nèi),正在為實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)進(jìn)行著不懈的努力,并且已經(jīng)取得了一些進(jìn)展. 關(guān)于太陽(yáng)的巨大能量是怎么產(chǎn)生的,我們已經(jīng)簡(jiǎn)單說(shuō)明了.有人也許會(huì)聯(lián)想到太陽(yáng)將來(lái)會(huì)怎么樣呢?太陽(yáng)和天上的所有恒星一樣,也是一顆星球.任何一顆星球都有它的生、老、死亡的過(guò)程.據(jù)天文學(xué)家研究,太陽(yáng)從誕生到現(xiàn)在,已經(jīng)經(jīng)過(guò)了大約50億年,太陽(yáng)的整個(gè)壽命大約是100億年.所以,目前的太陽(yáng)可以說(shuō)正處在它的壯年期.壯年期的太陽(yáng)就是依靠燃燒氫的熱核反應(yīng)來(lái)維持它的生命的.我們剛才講到,太陽(yáng)把全部氫燒光,太陽(yáng)就會(huì)發(fā)生突變.太陽(yáng)核心的溫度會(huì)逐步升高,最后太陽(yáng)會(huì)發(fā)生突然性地膨脹.那時(shí)候,地球表面上的溫度會(huì)大大提高,可能要超過(guò)一千度以上.在這樣的高溫下,河流會(huì)曬干,生物會(huì)被曬焦,情況嚴(yán)重的話(huà),膨脹的太陽(yáng)甚至?xí)颜麄€(gè)地球吞掉.不過(guò),請(qǐng)你不要擔(dān)心,這幅可怕的情景是在20億年以后才會(huì)發(fā)生的.到那時(shí),人類(lèi)的聰明智慧也許能用宇宙飛船把大家送到更適宜生存的星球上去了. |
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