关于这个问题,自古以来就有各种猜测。 最直观的解释当然是太阳燃烧的大煤球。 但是,像太阳那样大小的煤球一直燃烧的话,最多只能燃烧3000年以上。 实际上,用文字书写的人类历史也超过了5000年。 这个矛盾显然无法解释。
太阳能源来自陨石的碰撞,也提议将动能转化为热和光。 但陨石的积累会增加太阳的质量,加强引力,加快地球的公转速度。 太阳的能量实际上与陨石相撞的话,地球上每年的能量比去年短1、2秒。 然而,事实上并没有发生这样的事情。
1854年,俄罗斯科学家亥姆霍兹提倡太阳能在重力的作用下物质收缩,将动能转化为热能。 但是据计算,这样收缩的能量太阳也只能发光3000万年。
20世纪以来,随着原子物理学的发展,人们最终解决了太阳能问题。 爱因斯坦发现了物体的质量和能量的关系,选择了有名的质量方程式E=mc⊃2。 根据这个关系,一点点的质量就能转换成非常大的能量。
例如,一克的物质全部变成能量,相当于一万吨煤全部燃烧释放的热量。
太阳构成成分的71%是氢,26%是氦,还有少量元素。 在太阳内部极端高温和极端高压(约2500亿标准大气压)条件下,氢原子发生热核反应,具体有“质子-质子链反应”( pp链)和“氮氧循环”( CNO循环)两个过程,但最终净效应均为4个氢原子核合成一个氦原子核。 在这个物质的变化过程中,虽然失去了微量的质量,但是这微量的“失去的”质量变成了巨大的能量。 这种产能原理类似于地面氢弹爆炸。
太阳每秒消耗6.3亿吨氢,其中损失的420万吨质量为3.8×1026焦炭能量,相当于爆炸100亿吨级的氢弹。 因此,我们可以想象,太阳中心地区不断发生无数大规模的“氢弹爆炸”,为太阳提供持续的能量,给我们带来长期的温暖和明亮的光芒。