劇情介紹
這是一個(gè)非常能迷惑人的話題,因?yàn)樘?yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理就是傳說(shuō)中人類不該擁有的、隱藏在原子核中的聚變能!威力最大的氫彈“沙皇炸彈”用的就是氚氘核聚變,1961年10月30日在新地島,人類歷史上最為耀眼的一道閃光閃過(guò),似乎要撕裂宇宙,總重量達(dá)到27噸沙皇炸彈中大量核聚變裝藥中蘊(yùn)含的核能瞬間釋放出5800萬(wàn)噸tnt的能量,沖擊波在短時(shí)間內(nèi)橫掃上數(shù)百千米半徑內(nèi)的一切!

這就是人類對(duì)氫彈威力的印象!事實(shí)上除了少數(shù)人以外,大多數(shù)朋友應(yīng)該還是在紀(jì)錄片中感受氫彈強(qiáng)大的威力!其實(shí),我們頭頂?shù)奶?yáng)每時(shí)每刻都釋放著數(shù)千萬(wàn)枚沙皇炸彈的威力,但除了咽炎夏日之外,似乎大家從來(lái)都沒(méi)有感受過(guò)太陽(yáng)那洪荒之力!太陽(yáng)太溫柔了,不是嗎?這完全是因?yàn)樘?yáng)質(zhì)量還不夠大!
一、太陽(yáng)的門檻
不是天上的每顆星都是太陽(yáng),這大家都明白,因?yàn)檫€有行星!其實(shí)每一個(gè)天體誕生時(shí)它們的目標(biāo)就是太陽(yáng),但大家命運(yùn)各不相同,比如太陽(yáng)系中太陽(yáng)占了99.86%的質(zhì)量,滿足了一顆黃矮星的所有條件,其他行星比如木星是整個(gè)太陽(yáng)系所有行星質(zhì)量的2.5倍,但它依然無(wú)法達(dá)到恒星的條件,而其他行星則靠邊站了!

我們介紹太陽(yáng)的門檻原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)橹挥袩o(wú)限疊加的四種基本力中的引力才能給核聚變提供強(qiáng)大的引力坍縮能,高溫引發(fā)太陽(yáng)內(nèi)核中的核聚變,也就是說(shuō),在太陽(yáng)核聚變點(diǎn)燃之前,它已經(jīng)被“十萬(wàn)大山”壓的“喘不過(guò)氣”來(lái)了!當(dāng)聚變發(fā)生時(shí),其強(qiáng)大的能量被牢牢的束縛在核心范圍內(nèi),甚至只能通過(guò)輻射、對(duì)流與傳導(dǎo)的方式慢慢傳遞至太陽(yáng)表面!

因此在內(nèi)核聚變的太陽(yáng),溫順的猶如一只綿羊?完全不會(huì),整個(gè)太陽(yáng)都被內(nèi)核強(qiáng)大的能量加熱至等離子狀態(tài),而內(nèi)核與外殼之間自轉(zhuǎn)周期不一,扭曲的磁場(chǎng),會(huì)連接太陽(yáng)表面不同的磁極區(qū)域,而破裂的瞬間釋放出巨大的能量,大量的物質(zhì)由以這種方式向宇宙中拋灑,這就是日冕物質(zhì)拋射,軌道上的航天器最擔(dān)心的就是這種空間氣候,大量物質(zhì)拋射會(huì)造成地球磁場(chǎng)波動(dòng),航天器受到高能帶電粒子沖擊,地球上中高緯度發(fā)生極光,電網(wǎng)受到波動(dòng)磁場(chǎng)的感應(yīng)電流沖擊跳閘,所有這一切,都源自于太陽(yáng)內(nèi)核的,來(lái)自宇宙最為原始的力量!

二、引力能搞定一切?
太陽(yáng)沒(méi)有散架完全是因?yàn)橐Γs不是萬(wàn)能的,因?yàn)檫@個(gè)內(nèi)核的能量總有一天會(huì)達(dá)到引力無(wú)法控制的程度!
1、氦閃
這是質(zhì)量低于太陽(yáng)2.2倍左右、但大于0.8倍太陽(yáng)的所特有的一個(gè)過(guò)程!這是因?yàn)檫@個(gè)質(zhì)量的恒星內(nèi)核無(wú)法達(dá)到燃燒氫元素聚變后的氦元素燃燒溫度,因此會(huì)在內(nèi)核逐漸積累,但氫元素逐漸耗盡,最后聚變產(chǎn)生的能量不足以支撐外殼的引力坍縮時(shí),恒星的表面第一次崩塌開始,大量的物質(zhì)在引力作用下向中心坍縮,將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的引力坍縮能,點(diǎn)燃中心的氦元素,但在很短時(shí)間內(nèi)氦元素即燃燒完畢,此時(shí)引力坍縮再也無(wú)法束縛強(qiáng)大的核聚變能量,將會(huì)引發(fā)太陽(yáng)系歷史第一次災(zāi)難,氦閃時(shí)代來(lái)臨!《流浪地球》的情節(jié)就基于此,大量太陽(yáng)高能物質(zhì)的拋灑將是太陽(yáng)系內(nèi)所有木星軌道內(nèi)行星的末日,比鄰星在2016年8月的一次日冕物質(zhì)拋射,科學(xué)家就認(rèn)為比鄰星的行星proxima b上即使有生命也已經(jīng)被徹底終結(jié)!

這是引力坍縮能再也無(wú)法控制核聚變能量的第一種,也是最溫柔的一種!
2、愛(ài)丁頓極限
其實(shí)理解這個(gè)愛(ài)丁頓極限很簡(jiǎn)單,恒星越大,它的引力坍縮能所能達(dá)到的內(nèi)核溫度越高,那么其聚變就越劇烈,兩者是一個(gè)此消彼長(zhǎng)的拉鋸過(guò)程,當(dāng)恒星達(dá)到150倍太陽(yáng)質(zhì)量時(shí),兩者已經(jīng)處在恐怖的平衡狀態(tài),此時(shí)恒星表面輻射導(dǎo)致恒星風(fēng)極其強(qiáng)大,大量物質(zhì)會(huì)隨著聚變能量的釋放被拋灑入太空!

大麥哲倫星系蜘蛛星云中的r136星團(tuán)中心恒星-r136a1的質(zhì)量達(dá)到了太陽(yáng)的256倍,天文學(xué)家很難理解為什么會(huì)形成遠(yuǎn)超愛(ài)丁頓極限的恒星,認(rèn)為它可能是兩顆恒星合并而成!它強(qiáng)大的恒星風(fēng)正讓它大量丟失物質(zhì),其速度大約是太陽(yáng)的9億倍,形成以來(lái)大約有超過(guò)50個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)丟失!
這是引力坍縮能無(wú)法控制的核聚變第二種,恒星的本來(lái)面目開始顯露!
3、超新星爆發(fā)
這是任何力量都無(wú)法控制的爆發(fā)!一般在8-10倍以上質(zhì)量恒星的內(nèi)核轉(zhuǎn)變成鐵核時(shí),輻射能徹底消失,與氦閃爆發(fā)前類似,外殼將在沒(méi)有輻射壓支撐的條件下直接坍縮,與內(nèi)核碰撞,產(chǎn)生宇宙中最為耀眼的爆發(fā)!

一次入門級(jí)別的超新星爆發(fā)的能量相當(dāng)于太陽(yáng)在整個(gè)主序星階段所釋放能量的總和!當(dāng)然在這場(chǎng)拉鋸戰(zhàn)中引力仍然有所保留,因?yàn)檎嬲膬?nèi)核將會(huì)在引力的作用下坍縮為中子星,甚至黑洞,但外殼將永遠(yuǎn)失去,因?yàn)樵诔滦潜l(fā)中,大量的物質(zhì)甚至?xí)?0%的光速遠(yuǎn)離!
引力總會(huì)有所保留嗎?未必!
還有一種超新星爆發(fā),即ia型超新星爆發(fā),引力將輸?shù)眠B底褲都保不??!這是白矮星吞噬伴星物質(zhì)后總質(zhì)量超過(guò)1.44倍時(shí)的超新星爆發(fā),此時(shí)白矮星將不會(huì)保留任何物質(zhì),將徹底炸散,成為行星中碳、氧、氮等鐵以前多種元素的重要來(lái)源!

這是引力所無(wú)法控制的第三種,也是宇宙中最為劇烈的能量釋放事件,引力坍縮是原因,但種下的因結(jié)出的果卻不是自身所能控制
總結(jié)
至少在太陽(yáng)上,引力暫時(shí)還占了上風(fēng),所以人類在引力的庇護(hù)下還能安穩(wěn)再生活二十幾億年,但總有一天引力會(huì)失去它對(duì)大量太陽(yáng)物質(zhì)的控制,這就是紅巨星時(shí)代,最后它大約會(huì)失去對(duì)30-40%太陽(yáng)物質(zhì)的控制,這是太陽(yáng)的行星狀星云(白矮星時(shí)代),至少在太陽(yáng)上,引力還能有所保留,而且太陽(yáng)也沒(méi)有伴星,因此太陽(yáng)這顆白矮星也不會(huì)超新星爆發(fā)!未來(lái)它將耗盡能量后成為黑矮星!