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水不能澆滅太陽?把4000億億億噸水澆在太陽上面,會怎么樣?

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雖然太陽看上去就像是一個熊熊燃燒的“大火球”一樣,但實際上,太陽并沒有燃燒,它的光和熱,其實是來自于它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),所以從這方面來講,水是不能澆滅太陽的。那么問題就來了,如果把4000億億億噸水澆在太陽上面,又會怎么樣呢?下面我們就來討論一下這個問題。



根據(jù)科學家的估算,太陽的質(zhì)量約為2000億億億噸(1.9891 x 10^30千克),也就是說,4000億億億噸水,其質(zhì)量大約是太陽的兩倍。

太陽表面的溫度高達5500℃,在這種溫度下,如果我們只是向太陽澆少量的水,那這些水在碰到太陽表面之前就會氣化,然后被高溫分解成氫和氧,并最終以等離子體的形態(tài)被太陽的引力束縛。

然而對于質(zhì)量相當太陽兩倍的水量來講,情況卻大不一樣,如果我們真的能夠找到這么多的水,并將其在短時間內(nèi)澆在太陽上面,那么在短時間之內(nèi),太陽表面的熱量就只能氣化其中的極少一部分,而絕大多數(shù)的水都會保留下來。



接下來,這些水會在引力的作用下與太陽逐漸“融為一體”,由于太陽的平均密度比水高(約為1.4克/立方厘米),所以這些水會分布在太陽的外側(cè),當達到流體靜力平衡時,它們就會形成一個殼層結(jié)構(gòu),將太陽包裹在其中。

這個“水殼”的厚度可達數(shù)十萬公里,足以將太陽發(fā)出的光完全遮擋住,所以在這個時候,我們就將會看到,太陽似乎被水澆滅了,不過這只是暫時的,因為太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)并沒有因此停止。

簡單來講,足夠高的溫度是核聚變反應(yīng)必不可少的條件,而太陽內(nèi)部的溫度是越往里,溫度越高,因此核聚變只在太陽核心區(qū)域發(fā)生,這也被稱為“核心反應(yīng)區(qū)”,其溫度可高達1500萬℃,這個高溫是怎么產(chǎn)生的呢?答案就是太陽的引力收縮。



(↑太陽“核心反應(yīng)區(qū)”的半徑約為太陽半徑的4分之1)

對于一顆恒星來講,其質(zhì)量越大,引力收縮就越厲害,產(chǎn)生的熱量也更多,所以這個“水殼”不但不會破壞太陽內(nèi)部核聚變的高溫條件,反而還會對其起到“推波助瀾”的作用,因為它使太陽質(zhì)量增加到了原來的3倍,進而使其引力收縮的程度大幅提升,核心的溫度也會隨之陡然升高。

這就會產(chǎn)生兩個顯著的效果,一是太陽的“核心反應(yīng)區(qū)”會向外擴張,變得更大(溫度的升高,會使其內(nèi)部會有更大范圍的區(qū)域具備核聚變的條件);二是其核聚變反應(yīng)的速率會大大加快(核聚變反應(yīng)速率與溫度的高低正相關(guān),溫度越高,反應(yīng)速率越快)。



從理論上來講,如果太陽的質(zhì)量增長到原來的3倍,其內(nèi)部核聚變釋放出的能量就可以達到原來的70倍左右,這些能量會持續(xù)加熱這個“水殼”,使其從底部不斷地氣化、等離子化。

隨著這個過程的持續(xù),要不了多久,這個“水殼”就會不復存在,于是一個新的太陽重新大放光芒,與原來的太陽相比,這個“新太陽”釋放出的能量更高,其光芒也會變成藍白色。

需要指出的是,太陽屬于是氫核聚變,雖然這個“水殼”在被高溫分解后會產(chǎn)生大量的氫,但這些氫幾乎不可能參與到太陽內(nèi)部的核聚變,這是因為太陽的“核心反應(yīng)區(qū)”釋放出的能量,會形成一個向外的輻射層,這會阻止外層的物質(zhì)進入到其內(nèi)部。



也就是說,這個“新太陽”的“核心反應(yīng)區(qū)”變得更大,反應(yīng)速率也更快,但卻沒有增加多少“核燃料”,如此一來,它的“壽命”也會大幅縮短,從理論上來講,大約只有幾千萬年的時間,與之對應(yīng)的是,根據(jù)科學家的估算,太陽的“壽命”原本還有大約50億年……

綜上所述,即使是把4000億億億噸水澆在太陽上面,太陽也不會被澆滅,與之相反,它會演化成一顆能量更高、但“壽命”更短的恒星。當然了,這只是理論上的推演,所以大家看看就成,不必太過當真。

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