氦閃,流浪地球氦閃是什么意思
1、流浪地球氦閃是什么意思
流浪地球中所說的氦閃,就是距今再過大約54億年后,太陽的生命周期接近尾聲,氫燃燒殆盡,將會發(fā)生的現(xiàn)象。
太陽是一顆恒星,她的能量來源,就是核聚變。更具體來說,太陽的能量來自于由氫聚變成為氦的核聚變反應(yīng)。太陽的核心每秒鐘聚變6.2億噸的氫。對于這樣的數(shù)字,大家可能沒有太多感受,我們來做個對比。迄今為止,人類試驗過的最厲害的氫彈,是蘇聯(lián)的沙皇炸彈。太陽的核聚變能量,相當(dāng)于每秒鐘都在引爆9.2億枚沙皇炸彈!
隨著太陽中心區(qū)的氫燃燒殆盡,由于沒有核反應(yīng)對抗重力,恒星中心附近的物質(zhì)開始向核心擠壓,不斷增高核心的溫度。距離核心較遠(yuǎn)的一些殘存的氫在核心釋放的高溫作用下被點燃,驅(qū)動太陽的外層不斷向外膨脹,相繼吞并水星與金星的軌道,并有可能吞沒地球的軌道。此時的太陽已經(jīng)退出了主序恒星的隊伍,變成了一顆紅巨星。
接著,太陽除了外部的氫殼繼續(xù)發(fā)生核聚變反應(yīng)外,內(nèi)核殘存的氦在不斷增大的溫度作用下被“點燃”,在數(shù)分鐘的時間內(nèi),相當(dāng)于太陽質(zhì)量40%的氦被劇烈“燃燒”成碳,釋放的能量大致相當(dāng)于太陽在當(dāng)前狀態(tài)下持續(xù)數(shù)百萬年所釋放的能量。這種現(xiàn)象被科學(xué)家們稱為“氦閃”。
氦閃相當(dāng)于一種劇烈的恒星爆炸,產(chǎn)生的能量能夠瞬間毀滅整個地球的生命和生態(tài)環(huán)境,這種情況下即便是有生物能夠幸存也會因為無法適應(yīng)環(huán)境而死亡。
不過,不用太擔(dān)心,太陽的氦閃大概要等到50億年之后,渡過主序星階段才會發(fā)生。
2、氦閃是什么現(xiàn)象
1、氦閃是發(fā)生在質(zhì)量介于0.5倍到2倍太陽質(zhì)量的恒星演化末期。核心處形成的氦堆積在核心處,氦不斷積累自我壓縮,密度增加到一定程度形成“簡并態(tài)”,當(dāng)溫度一路飆升至1億度時,氦就會發(fā)生猛烈的熱核燃燒,對于太陽質(zhì)量的恒星來講,氦閃釋放的能量相當(dāng)于太陽燃燒3000萬年。
2、質(zhì)量小于0.5倍太陽的恒星沒有足夠的能力發(fā)生氦閃,而質(zhì)量大于2倍太陽的恒星,發(fā)生的是穩(wěn)定的、溫柔的氦燃燒,無需發(fā)生氦閃。獵戶座中大名鼎鼎的“參宿四”就是一顆質(zhì)量是太陽10倍的紅巨星,核心正在發(fā)生氦平穩(wěn)燃燒變成碳的過程。對于恒星的演化而言,質(zhì)量幾乎決定一切,當(dāng)然還要考慮其金屬豐度。
3、氦閃是什么?太陽會氦閃嗎?有什么科學(xué)原理?
太陽也會氦閃,氦閃是一種劇烈的天體活動,當(dāng)恒星內(nèi)部氫元素消耗完畢時,就會發(fā)生氦閃這種現(xiàn)象。
科學(xué)研究顯示,在恒星的主序星末期階段的時候,就會發(fā)生“氦閃”這種劇烈的天體活動,只要是恒星,都會發(fā)生氦閃,太陽也不例外。太陽每天的燃燒損失很大,根據(jù)萬有引力定律,地球軌道應(yīng)可能會越來越遠(yuǎn),太陽的質(zhì)量非常大;原材料非常之多;而且,核聚變反應(yīng)區(qū)域很小;同時在太陽引力和磁場的共同作用下,太陽內(nèi)部的能量以一種較為穩(wěn)定的方式向外釋放。 根據(jù)牛頓的萬有引力定律我們可以很清楚的了解到。單論一個物體而言,他的引力與質(zhì)量的的關(guān)系是稱正比的,和它們之間的距離的平方是成反比的關(guān)系的,太陽隨著時間的推移,質(zhì)量有也會因不斷燃燒而下降,對地球的吸引力也會逐漸降低。 太陽無時無刻都在進(jìn)行著核聚變的反應(yīng),所謂核聚變反應(yīng)就是就是把兩個質(zhì)量較輕的原子核結(jié)合在,由此來組成一個質(zhì)量相對比較重的核,在這個變化階段中,兩個原子核組成一個核的過程中會把一部分質(zhì)量以能量的方式釋放出來。在宇宙之中,所有的恒星自始至終都在進(jìn)行著這種反應(yīng)過程。當(dāng)氫元素快要燃燒完之后,就會為“氦閃”這種現(xiàn)象的發(fā)生埋下一定的伏筆。氫彈爆炸幾乎在一瞬間就完成結(jié)束了,與此形成鮮明對比的是,在太陽內(nèi)部進(jìn)行的核聚變反應(yīng)所需要的時間就非常長,在太陽內(nèi)部進(jìn)行的核聚變的反應(yīng)到目前為止進(jìn)行了46億年的時間,而且在以后的時間里還會持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行核聚變,長達(dá)60億年之久,這實在是令人難以想象,在快到60年的時候,也就意味著將要發(fā)生發(fā)生“氦閃”這種活動了。
4、氦閃是熱核反應(yīng)嗎
氦閃是指核融合反應(yīng)中發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。在核融合反應(yīng)中,輕元素的原子核融合成更重的元素,同時也會釋放出大量的能量。這種反應(yīng)在太陽和其他恒星內(nèi)部發(fā)生,能夠維持星際之間的光和熱的傳遞。然而,在地球上人為地模擬核融合反應(yīng)時,也會發(fā)生氦閃現(xiàn)象。
氦閃一般發(fā)生在核融合反應(yīng)初始的階段,這個階段的核反應(yīng)鏈還沒有發(fā)生足夠多的反應(yīng)以維持溫度和壓力的平衡。當(dāng)反應(yīng)堆中的燃料開始反應(yīng),產(chǎn)生熱能和中子,這些中子將會被反應(yīng)堆中的氫原子核所吸收。吸收中子的氫原子核將會變成氦原子核,并釋放出能量。如果這個過程沒有被控制好,氦閃將會發(fā)生。這時反應(yīng)堆的內(nèi)部溫度和壓力會急劇升高,反應(yīng)堆就會發(fā)生災(zāi)難性的事故。
因此,在人類利用核能的過程中,減少或避免氦閃的發(fā)生是非常重要的。科學(xué)家們通過精密地控制反應(yīng)堆的溫度和壓力、使用正確的燃料和保證反應(yīng)堆內(nèi)氫原子核與中子的比例,來降低氦閃的風(fēng)險。
總的來說,氦閃是核融合反應(yīng)中的一種危險現(xiàn)象,它可以帶來破壞性的后果。因此,控制氦閃的發(fā)生是使用核能時的必要條件。更進(jìn)一步的研究和技術(shù)革新可以讓我們更好地掌控核融合反應(yīng),讓核能成為更可靠、更清潔、更高效的能源。
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