阳光是怎样产生的?阳光到达地球需要多久?

太阳是如何燃烧的?

关于阳光是如何产生的,困扰着科学家们好久好久。最早有人认为,太阳是烧煤的。因为那时候刚刚第二次工业革命,人类使用的主要燃料就是煤炭,所以他们想到这个问题也算是正常的。

不过,后来有人专门去算了算,发现如果太阳是煤炭做的,那也就只能烧3000年,这还远远没有人类的进化史时间来的长。所以,太阳是煤炭做的这个说法肯定是不成立的。

后来,随着人类对于原子内部的了解,有个叫做爱丁顿的天文学家就曾经猜测太阳的燃烧机制是核聚变反应。不过,他很快就被怼了,因为按照当时的理论,核聚变反应是有一个温度要求的,太阳内部的温度显然是不够的。太阳内核温度是1500万度,氢的核聚变反应条件是一亿度。

随着量子力学的发展,科学家发现微观世界有一种量子效应,我们称之为隧穿效应。你大概可以理解成,在宏观世界当中,你从一个地方到另外一个地方,要翻过一座大山,这时你就要做功才能实现。但在微观世界里,即使你不做功,你也有一定的概率可以直接到达。

由于隧穿效应的存在,核聚变就有可能会发生,加上太阳特别巨大,其中粒子数众多,这也大大提高了发生反应的可能性,同时也确保了太阳不会一下子炸了,只会慢慢燃烧着。

既然是核聚变反应,那我们就得搞清楚,具体是什么核聚变反应。许多粒子物理学家都投身于相关研究当中,最终由汉斯·贝特等人提出了相关理论。

大致过程是这样的,当时科学家确定构成天体的元素是通过光谱分析。

所以他们可以知道太阳具体是什么构成的,绝大部分是氢,还有一部分氦。汉斯·贝特通过研究就提出了质子-质子反应链。整个整个过程就是4个氢原子核通过核聚变产生氦-4核。之所以叫做质子-质子反应链就是因为氢原子核说白了就是一个质子。整个反应分为三个阶段,会释放出大量的能量。

后来通过观察,科学家发现恒星内部还有其他的元素,比如说:碳氮氧。而且这些元素的含量极其稳定。进一步研究就发现,碳氮氧也是参与核聚变反应的,只是起到类似于催化剂的作用。进而几位科学家提出了碳氮氧循环反应。其实也是4个氢原子核核聚变生成氦-4核,只不过在这个过程中碳氮氧起到了类似于催化剂的作用。

到此,核心内部的燃烧机制也就搞清楚了,有两种分别是质子-质子反应链和碳氮氧循环。其中在太阳内部,碳氮氧的比例很低很低,主要是质子-质子反应链。而太阳光就是来自于核聚变反应。

我们还要回到质子-质子反应连当中,在这个方应中,每生成3个光子就会生成2个中微子。他们都是带有能量的。

中微子穿透力极其强,因此直接从太阳核心就能传播到地球表面,这个过程8分钟左右。但是光子就不一样了,光子的穿透力不太行。而太阳其实是一个等离子体,这是温度太高造成的。

等离子体就意味着太阳内部是构不成原子的,电子核和电子到处乱串。所以光子要从太阳核心出来就会遇到许多阻碍。光子会在太阳里面跌跌撞撞勉勉强强才能达到太阳表面。一个光子要从核心到太阳表面大概要平均要14万年的时间。而从太阳表面到达地球距离大概有1.5亿公里,大概是8分钟多一些。

最后,我们来总结一下,太阳光主要来自于太阳中心的核聚变反应产生的。而光子从核心到太阳表面平均需要14万年的时间。从太阳表面达到地球则需要8分钟多一些