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太陽高度不斷變化的情況

生活 更新时间:2024-10-03 15:36:03

太陽溫度或體積的緩慢變化

太陽壽命可以達到上百億年,太陽現在已經五十億年了。太陽中心區域溫度在1500萬攝氏度以上,進行了适度的核聚變。氫元素聚合成氦元素,過程中放出巨大的能量,維持着太陽的光熱。

按照熱力學平衡原理,質量數為1的氫元素聚合成質量數為4的氦元素,意味着參與熱力學碰撞的粒子的減少。同樣的溫度下,意味着體積的下降,物質密度的增加,這是在太陽質量不變的情況下的結論。

同樣的溫度,同樣的質量,但是密度增大,體積縮小了,這會促使太陽物質的萬有引力作用加強,也就是太陽物質的重力變大。畢竟,太陽物質平均距離拉近了,引力效果增強。

太陽物質重力加大的結果是,壓力或壓強增大,在同樣的溫度條件下,太陽等離子狀态的高溫高壓物質會被引力壓縮。引力壓縮的結果是,太陽内部物質分布趨向稠密,中心區域趨向稠密更為明顯。

物質分布趨向稠密的結果是,增大了氫元素之間碰撞的機會,加大了核聚變速度。意味着太陽内部的核聚變增強,單位時間可以放出更多熱量。熱量釋放的增多,意味着太陽内部更高的溫度。更高的溫度,會帶來更強的核聚變反應。總之,這是一個促進型的良性循環。即促進太陽内部溫度升高,核聚變加強。

溫度升高會促使物質膨脹,太陽體積變大,物質稠密程度下降,減弱核聚變反應。最終,太陽内部會處于一種動态平衡的狀态。體積或溫度變化不大,但應該也在向一個方向變化。應該是緩慢地向溫度升高的方向變化。

氫元素向氦元素轉變的過程中,粒子數量減少,體積壓縮,物質趨向稠密,氫元素碰撞機會增多,核聚變增強,能量釋放增強,溫度升高,體積膨脹。結果是,體積略有減少,溫度略有升高。也就是說,太陽在漫長的核聚變過程中,體積是逐漸緩慢縮小的,溫度是逐漸緩慢升高的。

當然,實際上,太陽在漫長的核聚變過程中,還會捕獲大量的外來物質,這是加大太陽質量或體積的客觀因素。這個分量應該是不小的,甚至是主要的。結果是,漫長的太陽核聚變曆程中,太陽溫度在緩慢上升,體積在緩慢膨脹。這已經扣除太陽每秒400萬噸太陽輻射的質量損耗了,以及每秒質量更大的太陽風等物質損耗。太陽的這些質量損耗應該沒有太陽捕獲的外來物質多。

太陽中心氦元素比例的增大,自然是不利于太陽中心氫元素核聚變反應的,這是減緩太陽内部核聚變反應的重要變化趨勢。畢竟氫元素在碰撞中,與氦元素碰撞沒有效果,浪費了碰撞機會,減少了氫元素之間的核聚變反應機會,減緩了核聚變。這是一個緩慢的過程,短時間内影響很小。

當氫元素質量占比從98%下降到20%的時候,在同等條件下,氫元素碰撞機會會下降一半,核聚變反應速度會跟着下降一半。可見,長期看,太陽氫元素聚合成氦元素帶來的物質構成變化的影響是很明顯的。

當氫元素質量占比從98%下降到20%的時候,在同等條件下,太陽體積會下降到之前的40%。雖然體積減少不少,但是太陽半徑變化是很小的,表面積變化相對大一些。總之,在地球看來,太陽變化不算大。

太陽高度不斷變化的情況(太陽溫度或體積的緩慢變化)1

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