如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

这不大可能呢 。要是一颗氢弹就能引发木星产生能够持续维持的核聚变,那么木星早就亮起来了,

到目前为止,人类能够生产的氢弹只能在地球上造一个小坑,而木星的体积是地球的1300多倍,质量是地球的300多倍,一颗氢弹几乎可以忽略不计,它产生的能量远远低于某些小行星撞击木星产生的能量 。这么几十亿年来木星遭受了无数小行星的撞击都没有被点燃(高热高压是进行核聚变的前提),氢弹估计是没希望了 。就算是地球一头高速撞到木星里面也无法引爆木星 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

因为木星实际上就是一颗失败的恒星,或者说是太阳形成时的氢氦残渣,它的质量远远达不到能够自发核聚变的程度 。实际上恒星的核聚变释放能量的效率也是很低的,像太阳核心当中的核聚变释放的能量( 276 微瓦/立方厘米)也仅相当于一个人静息时散发的热量的功率,所以要维持核聚变是相当困难的 。恒星在高密度和高压下聚变释放能量的效率太低,使得核聚变难以维持净能量输出,看得出来太阳不过也只是勉强而已……


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

上图:太阳、木星、地球、月球比例示意

木星需要至少到达目前75倍的质量才能启动氢聚变而成为恒星,虽然最小的红矮星半径仅比木星大30%左右 。在木星形成之初,木星的温度要高得多,且直径是目前的两倍,在那个时候它都没有爆发,以后就更难说了 。因为木星辐射出比从太阳接收到的辐射更多的热量; 其内部产生的热量与其接收的总太阳辐射接近 。这种额外的热量由Kelvin-Helmholtz机制(恒星逐渐冷却收缩)通过收缩产生,这个过程会导致木星直径每年缩小约2厘米 。

更改一下方案或许可以

但是如果说要在木星上通过某种方式(不是氢弹),引发局部的核聚变,这还是有可能的 。比较有希望的方法是μ子催化的核聚变反应和轻离子束加速引发核聚变 。

μ子催化核聚变允许在常温下进行 。其原理是用μ子(比电子质量高207倍)替换氢原子中的电子,这样使得氢原子核能够靠得更近,降低原子聚合的难度,如果人类能够发明一种μ子弹(或者π介子弹——可产生μ子),在木星表面引爆,使大量的μ子渗透到木星的大气当中,并辅以氢弹能量,则可能引发局部的核反应(因为局部降低了聚变所需的能量需求) 。

离子加速核聚变则能够引发微小的核聚变,尤其是在木星的高压下可能更容易 。即便在地球上,每年也会生产几百个用于勘探石油的中子发生器,其机理就是利用电场引发氘氚微弱的核聚变而发射中子 。

如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

上图:微型核聚变装置——中子发生器

所以如果向木星发射大量高能氘氚离子束,很可能可以激发木星上的局部的微小核聚变,至少在离子束轰击的区域,

上述两种启动核聚变,即便成功但都规模太小,可能没有办法自发维持,所以也就没有办法引爆木星了,此外还可能用反物质引发局部核聚变,当然,这个反物质的制备就太困难了 。

其他网友观点

答:当然不能,核聚变需要在非常高的压力,以及上千万度的高温下,才能持续进行 。

木星主要由75%的氢元素和25%的氦元素组成,其他元素的含量加起来不到1%;太阳主要由71%的氢元素和26%的氦元素组成,其他元素加起来大约占3% 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

在太阳内部,主要进行着氢元素向氦元素的聚变,并释放大量能量,太阳中心温度有1500万度;木星和太阳的成分如此相似,之所以木星的氢元素不发生核聚变,是因为达不到核聚变的条件 。

在木星内部,有着很高的压力和温度,据科学家推测,木星的核心温度高达28万度,在大型天体内部,氢元素聚变的开始温度需要大约1000万度 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

比如人类制造的氢弹,在爆炸瞬间,爆炸中心点的温度高达2亿度,足以点燃氢弹携带的氢元素(氘和氚)发生聚变,这也是氢弹爆炸的原理 。

如果把氢弹扔到木星上引爆,氢弹爆炸的能量是向外辐射的,能量在空间中的衰减非常快,所以根本无法点燃木星上氢元素的核聚变,氢弹爆炸产生的高温也无法维持 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

实际上,每年都有不少小行星撞击到木星上,比如著名的苏梅克-列维9号彗星,在1993年撞击木星,撞击释放的能量相当于80万颗沙皇炸弹(人类试爆过最大的氢弹,相当于5000万吨TNT当量) 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

即便如此,也从未引发过木星氢元素持续聚变,要想木星上的氢元素持续聚变,唯一的办法就是增加木星的质量:

(1)当木星质量增加13倍时,内部温度有数百万度,可以进行缓慢的核聚变反应,成为一颗褐矮星;

(2)当木星质量增加大约77倍时,内部温度将超过1000万度,氢元素的核聚变将彻底点燃,此时木星将成为一颗真正意义的恒星 。

好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

其他网友观点

不会 。氢弹或许能够使木星上的极少数氢原子核发生核聚变反应,但木星并不会因此而变得像恒星那样持续进行核聚变反应 。

木星的元素组成跟恒星很像,主要成分为将近四分之三的氢和将近四分之一的氦 。但恒星能够进行核聚变反应,而木星却不能,其根本原因在于木星的质量太小了 。

由于氢原子核非常小,并且它们之间存在巨大的电磁力排斥效应,所以想要使它们互相碰撞在一起,需要极高的温度和压力 。只有当天体的质量足够大时,强大的引力坍缩效应挤压核心部分,使得那里的温度和压力高到足以启动可持续的氢核聚变 。核聚变只发生在恒星的核心区域,其他区域则因为温度和压力太低而无法进行 。而木星的质量太低,核心区域中没有条件发生氢核聚变 。

人类制造的氢弹并非直接就能引爆,这需要原子弹爆炸产生的超高温,比恒星的核心温度还要高 。因为人类无法产生巨大的压力,只能通过尽量提高温度来弥补 。而且氢弹用的是氢的同位素氘和氚,它们比氕更容易发生核聚变反应 。


如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?

文章插图

【如果在木星上引爆一颗氢弹,是否能激发木星上的氢进行核聚变?】如果把氢弹投放到木星上,超高的温度可能会促使极少数的氢进行核聚变,但这种反应无法持续下去,因为没有持续的高温和高压 。要知道,当年当量相当于12万枚5000万吨TNT氢弹的苏梅克-列维九号彗星撞上木星,也没能把木星怎样 。如果要点燃木星的核心使其成为恒星,只能给木星增重,让它的质量增加到原来的80倍,这样就能引发可持续的氢核聚变 。

    推荐阅读