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驱动恒星的能量是什么驱动恒星可以持续发光数十亿年之久?

在数十亿年的时间里,恒星会释放出巨大的热量和光芒,这个过程需要消耗大量的燃料,直到20世纪初,人们还对这种燃料一无所知,在上世纪末,物理学所面临的最大问题,就是驱动恒星的能量到底是什么?是什么驱动恒星可以持续发光数十亿年之久?

一个科学家发现了其中的奥秘,他就是“阿尔伯特·爱因斯坦”,他的理论证明,恒星可以开发出原子内部的能量并加以利用。

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恒星秘密·爱因斯坦质能守恒定律(E=MC2)

质能守恒定律在某种意义上,组成我们身体的物质,就是浓缩的能量,这种能量浓缩在构成宇宙的所有原子中。爱因斯坦的理论还表明“将原子互相聚合,即可以释放出一种称为核聚变的能量”,为恒星提供动力,令人震惊的是,这种微小于原子粒子的物理变化竟然决定了恒星的结构和性质。

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通过爱因斯坦的理论,科学家学会了如何释放原子内部的能量,科学家们正在实验室中模拟恒星的能量来源,在实验室中控制核聚变的力量。

举例说明:

位于”中科院等离子体物理所”,在这里将它变成一颗地球上的“恒星”。这个机器被称为“全超导托卡马克核聚变实验装置”是一个巨大而有磁性的环形容器,它可以容纳温度极高的等离子体,在这里面可以模拟恒星内部环境。在“全超导托卡马克核聚变实验装置”内部,氢原子自然会相互排斥,为了使氢原子相互挤压,“全超导托卡马克核聚变实验装置”将氢原子加热至1亿摄氏度的高温,在这样的温度下,飞速运动的氢原子会碰撞在一起,氢原子以每秒1600公里的速度,相互撞击、聚合并创造出一种新的元素“氦”,以及少量的纯能量。

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图解:中国·”中科院等离子体物理所”拥有人造太阳称号的“全超导托卡马克核聚变实验装置”实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破

“全超导托卡马克核聚变实验装置”中的核聚变反应只能维持很短的时间。但在真正的恒星内部,核聚变反应会持续数10亿年,原因很简单,质量决定一切,恒星的动力引擎正是引力,从而产生巨大热量维持核聚变反应,这就是恒星的秘密,也是恒星闪耀的原因。

引力与核聚变在这场漫长的争斗中相互抗衡

恒星内部的核聚变所产生的能量,相当于每秒钟10亿颗原子弹爆炸所产生的能量。引力与核聚变在这场漫长的争斗中相互抗衡(引力:将恒星向内挤压、核聚变:在向恒星表面释放能量,这两种力量在相互抗衡),就是这两种力量创造了恒星。

这场力量之争贯穿恒星的整个生命过程,两种令人生畏的自然力量达到了动态的平衡,随着抗衡力的升级,恒星也开始发出光和热,同时也释放出一些破坏性很强的物质。

驱动恒星的能量是什么驱动恒星可以持续发光数十亿年之久?

恒星发出的每一束光都要经历一段奇特的旅程,光的速度可以达到每小时10.8亿公里,能在一秒钟内环绕地球7周,它是宇宙中速度最快的物质,但是绝大多数恒星都如此遥远,它们的光需要经过几百年几千年几百万年,甚至几十亿年才能到达地球,所以当“哈勃太空望远镜”对着宇宙深处时,它所观测到的光束已经飞驰了数十亿年之久。

我们今天所看到的来自“海山二”的光线,早在8000年前时就已经离开了“海山二”,而“参宿四”的光线从500年前哥伦布发现美洲大陆时期就开始了飞往地球的旅程,即使是太阳放出的光线,也需要8分钟的时间才能抵达地球。

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