太阳每秒消耗420万吨物质，都烧了46亿年，为什么还没烧完？
地球上的主要能量来自于太阳辐射，植物可以通过光合作用把太阳辐射的能量固定下来，然后通过食物链扩散到整个生态系统，被其他的生物所利用。
文章插图
但是太阳的能量只有极其微小的一部分被地球所用，而人类对于太阳辐射的使用效率也是相当低。太阳在单位时间内向外辐射的能量只有22亿分之一被地球所接收。而被地球接收的这部分能量，也只有万分之一左右最终为人类所用。换言之，人类对于太阳能的使用率只有22万亿分之一。
文章插图
所以说，太阳所释放的能量是十分巨大的，而这一切都要依靠太阳内核的核聚变反应。这个核聚变反应每秒钟要烧掉420万吨的物质。而太阳已经诞生了46亿年，粗略的估算已经烧掉了6*10^23吨（6千万亿亿吨）的物质。那么问题来了，烧了这么久，为什么太阳还没有消耗殆尽？
太阳的核聚变反应
要了解这个问题，我们首先要先搞清楚太阳的核聚变反应。
所谓“核聚变反应”就是原子核的融合，因此也被叫核融合。在融合的过程中，反应前后的质量会有亏损，这部分质量到底去哪了呢？
文章插图
爱因斯坦曾经在1905年提出了著名的质能等价理论，这个理论告诉我们“质量”和“能量”是一回事，是一个物体的两个面，因此也被说是“一体两面”，质量就是能量，或者说质量里有能量；能量就是质量，能量里有质量。
文章插图
在核聚变反应后，这些“亏损”的质量实际上并没有消失，而是以能量的形式释放出来，其中它们的对应关系就是E=mc^2，其中E是释放的能量，m是“亏损”的质量，c是光速3*10^9m/s。因此，即便是“亏损”的质量再少，乘以“光速的平方”，结果也是十分巨大的，所以释放的能量会超级大。
文章插图
而太阳是主要是由氢和氦元素构成的，其中氢原子核的核聚变反应的门槛要比氦元素的低。因此，太阳是依靠的“氢原子核”的核聚变反应。那这个过程是怎么样的呢？
首先，太阳的质量达到了整个太阳系总质量的99.86%以上，太阳由于自身引力巨大，会挤压自身内核，使得内核的温度升高，最终这个温度会飙到1500多万度。
文章插图
在这个温度下，物质不再是常见的“气态、固态和液态”，而是等离子态。说白了就是构成物质的原子都被热“碎”，电子获得了足够高的能量，摆脱了原子核的束缚。所以太阳是一个完全由原子核（或者说是离子），电子，光子等粒子构成的。
文章插图
在这样的状态下，氢原子核按道理说是没办法发生反应的。这是因为要促发氢原子核发生核聚变反应的条件是上亿度的高温。这是因为氢原子核是带正电的，同种电荷会相互排斥，不容易发生融合，概率大概是一对氢原子核十万亿年才能发生一次反应。
好在构成太阳的粒子数足够多，即便是再低的概率，在太阳巨大的基数面前，也必然会发生，这才使得太阳可以进行氢原子核的核聚变反应。
文章插图
在这个反应过程中，参与反应的物质在反应前后会“亏损"0.7%的质量，这部分质量会以能量的形式释放出来。这样算下来，太阳每秒就会消耗420万吨的质量，但这仅仅占据了参与反应的物质总质量的0.7%而已。太阳诞生了46亿年，消耗的质量就是6*10^23吨，而地球的质量只有5.965×10^21吨，这意味着已经消耗掉了10个地球的质量。
文章插图
不过，相对于太阳而言，这个质量还是微乎其微的，太阳的总质量达到1.9891*10^27吨。“亏损”的质量只占据了太阳总质量的0.03%，也就是万分之三。所以，太阳距离消耗完还早得很。
那问题来了，有朝一日太阳会把自己消耗完吗？
恒星会被烧完吗？
答案显然是否定的，没有任何的天体都会能够把自身的质量完全转化成能量。核聚变反应的转化效率是有限的，除非能造出一个“反物质构成的恒星”，然后让两者湮灭，这类似于拿正电子和电子湮灭。总而言之，只要是通过核聚变反应，就不可能完全实现从“质量”到“能量”的完全转化。
推荐阅读
- 引力 太阳系边缘真的存在第九大行星，而且它是一颗胡柚般大的黑洞吗
- 太阳 宇宙中所有星球都悬在空中，是什么力量在起作用这里告诉你答案
- 盾牌座 看了这几个星球，才知道地球的渺小：最大的相当于2亿亿个太阳
- 地球 如果太阳燃烧完了，人类该如何生存？《方舟生存进化》为你解答
- 盾牌座 比大犬座更大的恒星光在表面飞行需要9小时能容纳45亿个太阳
- 半径 地球半径每秒向外扩张一厘米，人类会怎么样，看完真庆幸。
- 闪电 太阳系的其他行星上也有闪电吗？
- 国际空间站 SpaceX 将向国际空间站运送两块太阳能电池板
- 核聚变反应 将足够的水浇在太阳上，到底会发生什么，结果让人意想不到！
- 科学家们 太阳能照亮地球，为啥无法照亮周围的宇宙？