人類連四維都沒(méi)有想明白的道理(人類連四維都沒(méi)有想明白的東西)

如果有人問(wèn)你，陽(yáng)光從哪里來(lái)？你一定會(huì)罵他傻：陽(yáng)光，一定來(lái)自太陽(yáng)！

如果我接下來(lái)問(wèn)你：太陽(yáng)為什么會(huì)發(fā)光？太陽(yáng)光從哪里來(lái)？你知道嗎？

很多人可能無(wú)法回答。

有人說(shuō)：核聚變發(fā)生在太陽(yáng)中心，核聚變產(chǎn)生大量的熱量。太陽(yáng)就像一個(gè)大燈泡，光從它的中心發(fā)出。

事實(shí)真的如此嗎？今天我們就來(lái)分析一下。

地平線上的太陽(yáng)

太陽(yáng)的光

我們的地球，包括太陽(yáng)系中的所有行星，始終沐浴在明亮的陽(yáng)光下。陽(yáng)光是從太陽(yáng)散發(fā)出來(lái)，它不只包括赤橙黃綠青藍(lán)紫七色可見光，還包含我們?nèi)庋劭床灰姷馁ゑR（）射線、X射線、紫外線、紅外線、微波和其它波長(zhǎng)的電磁波。

每種顏色代表日冕中存在的不同波長(zhǎng)的極紫外光

我們看到的陽(yáng)光通常是白色的，這是所有波長(zhǎng)的可見光混合的結(jié)果。對(duì)于不同的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，它們看到的光會(huì)和人類不同。有些動(dòng)物可以看到紫外線，而另一些動(dòng)物對(duì)紅外線更敏感。

太陽(yáng)發(fā)出的光非常強(qiáng)。即使在距離太陽(yáng)表面1.5億公里的地球大氣層之上，太陽(yáng)光的功率也達(dá)到1368W/m。由于地球大氣層的阻擋，部分光線被過(guò)濾，所以在晴朗無(wú)云的正午，我們?cè)诔嗟辣砻娼邮盏降奶?yáng)光能量約為1000W/m?？茖W(xué)家估計(jì)，太陽(yáng)的總功率達(dá)到3.82610W，地球從太陽(yáng)接收到的功率也達(dá)到1.7401017W。

可見光僅占太陽(yáng)光譜的很小一部分

太陽(yáng)核聚變

太陽(yáng)之所以每時(shí)每刻都能釋放出如此巨大的能量，是因?yàn)樗暮诵臅r(shí)刻都在發(fā)生著核聚變反應(yīng)。

太陽(yáng)是一個(gè)直徑139.1萬(wàn)公里的大氣球。從原子數(shù)量來(lái)看，太陽(yáng)的92.1%是氫，7.8%是氦，其他元素只占太陽(yáng)質(zhì)量的很小一部分。

太陽(yáng)的總質(zhì)量是地球的33萬(wàn)倍，達(dá)到1.98910kg。其核心由于極高的重力而產(chǎn)生高達(dá)3000億個(gè)大氣壓的壓力和1500萬(wàn)攝氏度的高溫。如此高溫高壓每秒可將3.710質(zhì)子轉(zhuǎn)化為粒子（氦4核）。這就是我們常說(shuō)的核聚變。

太陽(yáng)核聚變“質(zhì)子-質(zhì)子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”過(guò)程

太陽(yáng)中心氫原子核聚變通常稱為“質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)”。

第一步，當(dāng)兩個(gè)氫核（質(zhì)子）合并時(shí)，會(huì)生成一個(gè)雙質(zhì)子氦核；這個(gè)氦核不穩(wěn)定，然后發(fā)生+衰變，氦衰變成氘，同時(shí)釋放出一個(gè)正電子、一個(gè)中微子和0.42MeV的能量。

+衰變產(chǎn)生的正電子會(huì)立即湮滅附近的電子，湮滅產(chǎn)生兩個(gè)射線光子和1.022MeV的能量。

第二步，在產(chǎn)生的4秒內(nèi)，氘將繼續(xù)與另一個(gè)氫核（質(zhì)子）融合成氦3核。同時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)射線光子和5.49MeV能量。

第三步，兩個(gè)氦3核融合產(chǎn)生一個(gè)氦4核（粒子）并同時(shí)釋放兩個(gè)質(zhì)子。

從上述聚變反應(yīng)步驟我們可以看出，核聚變過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生中微子和伽馬射線光子。中微子很少與其他物質(zhì)相互作用。只需要2.3秒就能沖出太陽(yáng)，消失得無(wú)影無(wú)蹤，但光子卻很難逃脫。

太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)

陽(yáng)光從哪里來(lái)？

太陽(yáng)核聚變產(chǎn)生的射線光子在幾毫米內(nèi)被吸收，它們的能量被用來(lái)加熱太陽(yáng)核心中的高溫等離子體。當(dāng)再次釋放時(shí)，射線光子能量將比之前更低。這樣，經(jīng)過(guò)1萬(wàn)到17萬(wàn)年（有的說(shuō)100萬(wàn)年）的反復(fù)吸收和釋放，伽馬射線光子才能輻射到太陽(yáng)表面。

一、我們?cè)诘厍蛏夏芸吹教?yáng)核心發(fā)出的光芒嗎？

并不能。

由于核聚變釋放出伽馬射線，在地球磁場(chǎng)和大氣層的雙重保護(hù)下，伽馬射線很難到達(dá)地球表面。

二、太陽(yáng)光是從哪里產(chǎn)生的呢？它誕生于太陽(yáng)表面的光球?qū)印?/strong>

這是太陽(yáng)表面大氣中從低到高不同波長(zhǎng)的光的同步圖像。光球?qū)游挥谧钭筮叀?/p>

光球?qū)邮翘?yáng)最低的一層大氣，它大約有500公里厚，這里的溫度比太陽(yáng)核心的溫度低很多，平均大約只有5500C。光球?qū)拥臍怏w密度只有0.2g/m，大約僅有地球海平面空氣密度的1/6000?？梢哉f(shuō)，用一層薄紗來(lái)形容太陽(yáng)的光球?qū)右稽c(diǎn)都不過(guò)分。

然而就是這一層薄紗似的大氣，它對(duì)太陽(yáng)內(nèi)部的光卻是不透明的，太陽(yáng)內(nèi)部絕大部分波長(zhǎng)的光線都無(wú)法穿透光球?qū)拥牡讓?，我們也無(wú)法通過(guò)光球?qū)涌吹教?yáng)里邊的光線。這到底是為什么呢？

由于光球?qū)拥撞康臏囟燃s為5730，嚴(yán)重缺乏H離子（氫負(fù)離子）。缺乏H離子使得大氣更容易吸收光子。我們看到的大部分來(lái)自太陽(yáng)的可見光是當(dāng)氫原子與電子在光球?qū)痈邔哟髿庵蟹磻?yīng)形成H離子時(shí)產(chǎn)生的。該區(qū)域大約3%的氫被電離，從而產(chǎn)生絕大多數(shù)的部分可見光。

光球?qū)影l(fā)出的可見光譜。黑色為吸收線，表示相應(yīng)波長(zhǎng)的光被吸收。

三、色球?qū)赢a(chǎn)生其它波段的光。

色球?qū)訃@著光球?qū)樱抢锏拇髿鈱痈”〉鼫嘏?。色球?qū)雍凸馇驅(qū)咏唤缣幍臏囟葍H為4230C，但在2000公里厚的色球?qū)禹敳?，溫度卻升至數(shù)萬(wàn)度。

截止日期色球?qū)訌牡偷礁叩臏夭罹薮螅膊幌窆馇驅(qū)幽菢影l(fā)出相對(duì)穩(wěn)定的光。這是一個(gè)充滿著磁場(chǎng)的等離子體層，由于高溫等離子體流與磁場(chǎng)之間復(fù)雜的相互作用，這里經(jīng)常爆發(fā)劇烈的太陽(yáng)耀斑、日珥等現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)外發(fā)射紫外、遠(yuǎn)紫外、X射線，以及遠(yuǎn)紅外區(qū)和射電波段的輻射。

太陽(yáng)色球?qū)印⒁吆腿甄?/p>

四、日冕

太陽(yáng)的日冕是一個(gè)很大的區(qū)域，從色球?qū)禹敳垦由斓教?yáng)半徑幾倍的距離。這里的等離子氣體極其稀薄但溫度卻高達(dá)100萬(wàn)度，所以日冕可以向外輻射低量的可見光、X射線、遠(yuǎn)紫外、紫外輻射、還有一些射電輻射和高度電離的離子。

日冕物質(zhì)噴發(fā)

總結(jié)：

通過(guò)本文的分析，你應(yīng)該明白了，我們看到的太陽(yáng)光其實(shí)并不是從太陽(yáng)中心發(fā)出來(lái)的，太陽(yáng)真正發(fā)光的地方是在它的大氣層上方。

核聚變始終在太陽(yáng)中心半徑25%的范圍內(nèi)發(fā)生。當(dāng)大量的氫融合成氦時(shí)，會(huì)釋放出伽馬射線光子。這些光子攜帶著能量，不斷地加熱太陽(yáng)，熱量逐層向外輻射，從而使太陽(yáng)表面產(chǎn)生非常高的溫度。

太陽(yáng)的光球?qū)拥膬?nèi)層屏蔽內(nèi)部光子向外發(fā)射，同時(shí)它的外層因氫的電離作用也在不斷地向外發(fā)射光子，這是絕大部分可見光產(chǎn)生的地方。

光球?qū)由戏降纳驅(qū)雍腿彰峋哂袠O高的溫度，這里的高溫等離子體輻射出除伽馬射線之外幾乎所有頻段的光。

所以，我們有了光。