同样都是天体,为什么太阳会发光,地球却不会?是谁点燃了太阳?

在宇宙中其实无奇不有,宇宙中各种天体的划分,主要的依据是质量。不同的质量会导致天体的一生完全不一样的,即便同为恒星,质量不同,也会有不同的宿命;

行星和恒星最大的区别就在于因此,如果天体质量不到太阳质量的8%,那它最多只能是一颗行星,超过8%,就可以产生核聚变反应,发光发热,就是一颗恒星。

因此,在宇宙中质量为王。

而在宇宙之中,恒星可以被我们认为是宇宙的烛光,因为只有它们在发光发热,照亮宇宙的各个角落,而它们当中一部分,内核温度可以高达上亿度。太阳系中的太阳,内核温度只有1500万度,但是我们的地球主要的能量来源就是太阳辐射,如果把太阳辐射出来的能量比喻成钱,太阳平均每秒向太空扔70万亿人民币,但被地球接收到的只有3万块左右,而真正被人类所用的只有3块钱左右。那恒星为什么可以产生如此高温和如此多的能量呢?

这其实要从宇宙大爆炸说起。

宇宙大爆炸

按照目前的主流科学理论,宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。

大爆炸之后的普朗克时间(10^-43秒)内发生了什么,我们目前还不清楚。所谓的普朗克时间指的是物理学所认知的时间变化的最小单位。

普朗克时间后,宇宙处于极其高温的状态,温度达到了1.4亿亿亿亿度。(1.4*10^32度)所以,宇宙曾经就出现极其高的温度,这也是我们目前所知道宇宙中最高的温度。

此时,宇宙空间急剧膨胀,在宇宙诞生后的3分钟左右,形成如今宇宙大量的基本粒子。到了宇宙诞生后的38万年,温度降到了3000度,原子结构得以形成,光子可以在宇宙中自由地穿行。

以往在科普时,讲到物理学或者天文学知识时,许多人都在问,科学家明明没有看到,凭什么可以说发生过这一切?

其实道理很简单,我们试想一下,警察和法官断案,他们也没有在现场亲眼目睹凶杀案,那他们如何判定嫌疑人作案了呢?如果只有“眼见为实”,那所有凶杀案也就不可能会有凶手了。

其实这一切都遵循一个规则:一个理论到底成不成立,完全看证据,以及是不是可以证伪,科学有一套专业的范式。一般一位科学发表一篇论文,同行都是本着鸡蛋里挑骨头的精神在看这篇论文。就拿我们所知道的物理学大神爱因斯坦来说,在他发表论文时,就有许多人指出他论文中的一些问题。甚至是到了爱因斯坦晚年,他发表的论文,也直接被许多同行指责为垃圾。

所以,你看,即使是爱因斯坦这样的大神都不可能被优待。宇宙大爆炸得以成立就在于它有过硬的证据,以及预测了许多现象。

到了宇宙大爆炸之后的2亿年,宇宙中的许多星云物质,在引力坍缩下,逐渐形成了恒星。那这个恒星到底是如何被点亮的呢?

恒星的形成

恒星能被点燃最主要原因就是开头说到的质量问题。就拿太阳来说,太阳占据了太阳系总质量的99%。

由于质量巨大,因此引力巨大,太阳的内核温度特别高,这个温度可以达到1500万度。而此时太阳内核的物质就呈现等离子态,意思是原子结构保不住了,电子由于获得了足够多的能量,摆脱了原子核的束缚。

但我们要知道的是,一般来说,要引发氢核聚变的温度至少是1亿度。之所以需要引发氢核聚变,是因为宇宙中绝大多数的物质都是氢元素,恒星基本上主要是氢元素构成的。但是由于太阳足够大,加上微观世界中存在的量子隧穿效应,以及在弱力的作用下,太阳还是可以引发氢核聚变,只不过这个反应不会像氢弹那样剧烈,所以太阳才没有一下子全炸了。而引发了核聚变之后,太阳实际上是核聚变产生的对外压力和自身引力形成了动态平衡,得以保持住自身的形态。

我们要知道的是,太阳在恒星家族中并不算大。还有许多比太阳更大的恒星。

那些比太阳质量更大的恒星,以及演化到氦核聚变以及更高顺位元素的核聚变的恒星,内核温度都远超过1亿度的水平。

因此,恒星之所以能够产生如此高的温度,是因为质量大,导致引力大,最终在强大引力作用引发了核聚变反应,而核聚变过程中会损失一部分的质量,这部分的质量完全以能量的形式,或者说以光和热的形式释放出来,才使得恒星的温度极高。