早期的科學家沒有搞明白,太陽為什么能夠在這么長的時期內,產生如此多的能量。
在19世紀早期,科學家假設太陽就像地球上的火,使用像煤這樣的燃料,慢慢地燃燒,然而這個理論有一個嚴重的問題:燃料。
假設你的面前有一個火堆,如果你想維持燃燒,就要不停地加入木柴。如果是像太陽那么大的一堆木頭,在保證有足夠的氧氣來燃燒的情況下,也只能維持大約5000-6000年的燃燒。時間盡管很長,但卻還不足以支持地球上的生命。
在20世紀早期,在研究地球巖石和化石的碳-14年代測定時證實,太陽在30億年前就已經以足夠維持生命的溫度存在了,顯然,必須有其他的一些方式供應著太陽。
1929年,阿特金森(Atkinson)和奧特麥斯(Houtermans)從理論上計算了氫原子在幾千萬度高溫下聚變成氦原子的可能性,為以后的核聚變奠定了理論基礎。在之后的氫彈研究中,也證實了這種理論。
原子彈:小男孩
質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦)。
氫的三種同位素:H氕原子核內有1個質子,無中子;氘D(又叫重氫) ,原子核內有1個質子,1個中子;氚T(又叫超重氫),原子核內有1個質子,2個中子。
條件都必須恰到好處才能發生,為了讓兩個中子發生相互作用,它們各有一個正電荷,因此相互排斥,所以得讓它們充分靠近,要做到這一點,就得加熱,那就意味著粒子快速移動,當足夠密集的時候,它們會相互撞擊,之間足夠的靠近,從而實現聚合。
太陽的內核是個核聚變完美的場所,它有15000000攝氏度,而且它也非常的密集,密度大約是鉛(11.3437克/立方厘米)的10倍,如此高的密度,卻不是以固體形態存在,由于超乎想象的高溫,它保留著等離子狀。
太陽里,這些氫原子在巨大的壓力下,飛撞在一起,形成氦原子,在這個聚合過程中,原來的原子比產生的原子質量稍微小一點,缺少的質量作為能量釋放了。每一秒中太陽內部有6億噸氫聚合,產生5.95億噸氦,缺失的500萬噸質量轉換成了能量,相當于10億個萬噸級的氫彈。
而,那只是每一秒。