人類連四維都沒有想明白的道理(人類連四維都沒有想明白的東西)

如果有人問你，陽光從哪里來？你一定會罵他傻：陽光，一定來自太陽！

如果我接下來問你：太陽為什么會發(fā)光？太陽光從哪里來？你知道嗎？

很多人可能無法回答。

有人說：核聚變發(fā)生在太陽中心，核聚變產(chǎn)生大量的熱量。太陽就像一個大燈泡，光從它的中心發(fā)出。

事實真的如此嗎？今天我們就來分析一下。

地平線上的太陽

太陽的光

我們的地球，包括太陽系中的所有行星，始終沐浴在明亮的陽光下。陽光是從太陽散發(fā)出來，它不只包括赤橙黃綠青藍(lán)紫七色可見光，還包含我們?nèi)庋劭床灰姷馁ゑR（）射線、X射線、紫外線、紅外線、微波和其它波長的電磁波。

每種顏色代表日冕中存在的不同波長的極紫外光

我們看到的陽光通常是白色的，這是所有波長的可見光混合的結(jié)果。對于不同的動物來說，它們看到的光會和人類不同。有些動物可以看到紫外線，而另一些動物對紅外線更敏感。

太陽發(fā)出的光非常強(qiáng)。即使在距離太陽表面1.5億公里的地球大氣層之上，太陽光的功率也達(dá)到1368W/m。由于地球大氣層的阻擋，部分光線被過濾，所以在晴朗無云的正午，我們在赤道表面接收到的太陽光能量約為1000W/m?？茖W(xué)家估計，太陽的總功率達(dá)到3.82610W，地球從太陽接收到的功率也達(dá)到1.7401017W。

可見光僅占太陽光譜的很小一部分

太陽核聚變

太陽之所以每時每刻都能釋放出如此巨大的能量，是因為它的核心時刻都在發(fā)生著核聚變反應(yīng)。

太陽是一個直徑139.1萬公里的大氣球。從原子數(shù)量來看，太陽的92.1%是氫，7.8%是氦，其他元素只占太陽質(zhì)量的很小一部分。

太陽的總質(zhì)量是地球的33萬倍，達(dá)到1.98910kg。其核心由于極高的重力而產(chǎn)生高達(dá)3000億個大氣壓的壓力和1500萬攝氏度的高溫。如此高溫高壓每秒可將3.710質(zhì)子轉(zhuǎn)化為粒子（氦4核）。這就是我們常說的核聚變。

太陽核聚變“質(zhì)子-質(zhì)子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”過程

太陽中心氫原子核聚變通常稱為“質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)”。

第一步，當(dāng)兩個氫核（質(zhì)子）合并時，會生成一個雙質(zhì)子氦核；這個氦核不穩(wěn)定，然后發(fā)生+衰變，氦衰變成氘，同時釋放出一個正電子、一個中微子和0.42MeV的能量。

+衰變產(chǎn)生的正電子會立即湮滅附近的電子，湮滅產(chǎn)生兩個射線光子和1.022MeV的能量。

第二步，在產(chǎn)生的4秒內(nèi)，氘將繼續(xù)與另一個氫核（質(zhì)子）融合成氦3核。同時，產(chǎn)生一個射線光子和5.49MeV能量。

第三步，兩個氦3核融合產(chǎn)生一個氦4核（粒子）并同時釋放兩個質(zhì)子。

從上述聚變反應(yīng)步驟我們可以看出，核聚變過程中會產(chǎn)生中微子和伽馬射線光子。中微子很少與其他物質(zhì)相互作用。只需要2.3秒就能沖出太陽，消失得無影無蹤，但光子卻很難逃脫。

太陽能結(jié)構(gòu)

陽光從哪里來？

太陽核聚變產(chǎn)生的射線光子在幾毫米內(nèi)被吸收，它們的能量被用來加熱太陽核心中的高溫等離子體。當(dāng)再次釋放時，射線光子能量將比之前更低。這樣，經(jīng)過1萬到17萬年（有的說100萬年）的反復(fù)吸收和釋放，伽馬射線光子才能輻射到太陽表面。

一、我們在地球上能看到太陽核心發(fā)出的光芒嗎？

并不能。

由于核聚變釋放出伽馬射線，在地球磁場和大氣層的雙重保護(hù)下，伽馬射線很難到達(dá)地球表面。

二、太陽光是從哪里產(chǎn)生的呢？它誕生于太陽表面的光球?qū)印?/strong>

這是太陽表面大氣中從低到高不同波長的光的同步圖像。光球?qū)游挥谧钭筮叀?/p>

光球?qū)邮翘栕畹偷囊粚哟髿猓蠹s有500公里厚，這里的溫度比太陽核心的溫度低很多，平均大約只有5500C。光球?qū)拥臍怏w密度只有0.2g/m，大約僅有地球海平面空氣密度的1/6000?？梢哉f，用一層薄紗來形容太陽的光球?qū)右稽c都不過分。

然而就是這一層薄紗似的大氣，它對太陽內(nèi)部的光卻是不透明的，太陽內(nèi)部絕大部分波長的光線都無法穿透光球?qū)拥牡讓?，我們也無法通過光球?qū)涌吹教柪镞叺墓饩€。這到底是為什么呢？

由于光球?qū)拥撞康臏囟燃s為5730，嚴(yán)重缺乏H離子（氫負(fù)離子）。缺乏H離子使得大氣更容易吸收光子。我們看到的大部分來自太陽的可見光是當(dāng)氫原子與電子在光球?qū)痈邔哟髿庵蟹磻?yīng)形成H離子時產(chǎn)生的。該區(qū)域大約3%的氫被電離，從而產(chǎn)生絕大多數(shù)的部分可見光。

光球?qū)影l(fā)出的可見光譜。黑色為吸收線，表示相應(yīng)波長的光被吸收。

三、色球?qū)赢a(chǎn)生其它波段的光。

色球?qū)訃@著光球?qū)樱抢锏拇髿鈱痈”〉鼫嘏?。色球?qū)雍凸馇驅(qū)咏唤缣幍臏囟葍H為4230C，但在2000公里厚的色球?qū)禹敳?，溫度卻升至數(shù)萬度。

截止日期色球?qū)訌牡偷礁叩臏夭罹薮?，它也不像光球?qū)幽菢影l(fā)出相對穩(wěn)定的光。這是一個充滿著磁場的等離子體層，由于高溫等離子體流與磁場之間復(fù)雜的相互作用，這里經(jīng)常爆發(fā)劇烈的太陽耀斑、日珥等現(xiàn)象，同時對外發(fā)射紫外、遠(yuǎn)紫外、X射線，以及遠(yuǎn)紅外區(qū)和射電波段的輻射。

太陽色球?qū)印⒁吆腿甄?/p>

四、日冕

太陽的日冕是一個很大的區(qū)域，從色球?qū)禹敳垦由斓教柊霃綆妆兜木嚯x。這里的等離子氣體極其稀薄但溫度卻高達(dá)100萬度，所以日冕可以向外輻射低量的可見光、X射線、遠(yuǎn)紫外、紫外輻射、還有一些射電輻射和高度電離的離子。

日冕物質(zhì)噴發(fā)

總結(jié)：

通過本文的分析，你應(yīng)該明白了，我們看到的太陽光其實并不是從太陽中心發(fā)出來的，太陽真正發(fā)光的地方是在它的大氣層上方。

核聚變始終在太陽中心半徑25%的范圍內(nèi)發(fā)生。當(dāng)大量的氫融合成氦時，會釋放出伽馬射線光子。這些光子攜帶著能量，不斷地加熱太陽，熱量逐層向外輻射，從而使太陽表面產(chǎn)生非常高的溫度。

太陽的光球?qū)拥膬?nèi)層屏蔽內(nèi)部光子向外發(fā)射，同時它的外層因氫的電離作用也在不斷地向外發(fā)射光子，這是絕大部分可見光產(chǎn)生的地方。

光球?qū)由戏降纳驅(qū)雍腿彰峋哂袠O高的溫度，這里的高溫等離子體輻射出除伽馬射線之外幾乎所有頻段的光。

所以，我們有了光。