太陽被我們稱為“萬物之源”，在過去的46億年裡，太陽從未停止過給地球送來光和熱，正因為如此，地球才會成為一顆生機勃勃的星球。那麼為什麼太陽可以燃燒46億年而不滅呢？

人類很早就開始思考太陽到底使用了什麼當燃料，曾經有一種觀點認為，太陽的燃料應該就是煤，它之所以能夠長久地燃燒，隻不過是因為太陽上的煤實在是太多了。

然而後來人們卻發現，以太陽的體積來計算，就算它全部都是由煤構成，也隻夠燒大約5000年，要知道人類自己的曆史都遠不止5000年，因此這種觀點就被否定了，于是太陽的燃燒機制就成為了一個謎團。

在進入了20世紀之後，随着量子力學的發展和完善，科學家才對太陽的能量來源作出了合理的解釋，即：太陽的能量來自其核心的核聚變反應，而它使用的“核燃料”就是宇宙中豐度最高、結構最簡單的氫元素。

需要注意的是，常見的燃燒現象是指可燃物與氧氣發生劇烈的氧化反應，并以火焰的形式釋放出光和熱，所以嚴格意義上來講，太陽并沒有燃燒，不過為了方便描述，我們還是将太陽發光發熱的現象描述為“燃燒”，請大家注意區分。

科學家認為，在太陽的核心反應區，氫原子核會通過一系列的反應不斷地聚變成氦原子核，并因為質量出現虧損而釋放出能量，由于氫原子核其實就是一個質子，所以這一系列的反應就被稱為“質子-質子鍊反應”。

如上圖所示，“質子-質子鍊反應”可以簡單地分為三步，第一步是兩個質子聚合成一個氘原子核，第二步是一個氘原子核和一個質子聚合成一個氦-3原子核，第三步是兩個氦-3原子核聚合成一個氦-4原子核。

但問題是，太陽核心反應區的半徑占據了太陽半徑的大約4分之1，從理論上來講，這片區域中的任一位置應該都具備了發生“質子-質子鍊反應”的條件，在這種情況下，太陽核心反應區中的質子就應該在極短時間内就全部發生核聚變，并釋放出巨大的能量，換句話來講就是，太陽應該像氫彈一樣瞬間就炸了。

很明顯，這樣的事情并沒有發生，否則的話，太陽也就不可能燃燒46億年而不滅了，這是為什麼呢？其實這是可以解釋的。

關鍵就在于“質子-質子鍊反應”的第一步，也就是兩個質子聚合成一個氘原子核，因為質子都是帶正電的，所以在質子和質子之間存在着強大的斥力，想要克服這種斥力，質子就必須具備足夠快的速度。

由于溫度就是指微觀粒子熱運動的激烈程度，因此我們可以認為，必須在足夠高的溫度下，兩個質子才可能會發生碰撞，需要多高的溫度呢？科學家給出的答案是：至少是上億攝氏度。

然而太陽核心區域的溫度卻隻有1500萬攝氏度左右，這樣的溫度根本就無法讓兩個質子發生碰撞，既然如此，為什麼太陽還會燃燒呢？實際上，這個問題曾經困擾了科學家很長一段時間，直到“量子隧穿效應”的發現。

簡而言之，“量子隧穿效應”就是指在能量不足的情況下，微觀粒子仍然有極低的概率穿過在經典力學中不可能穿過的屏障，所以這也被人們戲稱為“微觀世界中的穿牆術”。

需要指出的是，“量子隧穿效應”可以通過微觀粒子的“波粒二象性”和量子力學中的“能量-時間不确定性原理”來進行解釋，除此之外，“量子隧穿效應”也早已在實驗中得到證實，并且還得到了一定的應用，比如說用于觀察和定位原子的“掃描隧道顯微鏡”其實就是利用了“量子隧穿效應”，因此可以說，這種現象是真實存在的。

另一方面來講，當兩個質子碰撞在一起的時候，它們就形成了一個“雙質子”，而“雙質子”又非常不穩定，科學家發現，在極短的時間内（小于1納秒），“雙質子”就有99.999%以上的概率會重新衰變成兩個質子，隻有在極小的概率下，“雙質子”中的一個質子才會因為發生β衰變而成為中子，進而使“雙質子”轉變成包含一個質子和一個中子的氘原子核。

科學家認為，“量子隧穿效應”發生的概率原本就已經極低了，在此基礎上，再加上“雙質子”的衰變問題，“質子-質子鍊反應”的第一步發生的概率簡直就是微乎其微了，正是因為如此，太陽才能夠以極為緩慢的速度消耗自己核心反應區的“核燃料”，進而持續穩定地燃燒。

看完科學家的解釋，相信大家也明白了“太陽可以燃燒46億年而不滅”的原因。值得一提的是，太陽的“核燃料”終究是會用完的，根據科學家的估算，在大約50億年後，太陽核心的氫元素就會消耗殆盡，而屆時的地球也将因此而變得不再适合人類生存。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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