地球能夠孕育并維持生命，太陽(yáng)輻射功不可沒(méi)。
太陽(yáng)如同一位慷慨的 “財(cái)富大亨”，每秒向廣袤太空揮灑 22 萬(wàn)億份能量 “財(cái)富”，地球有幸截獲其中一萬(wàn)份，而最終被人類利用的僅僅約一份。如此驚人的能量究竟源自何處？
這背后的答案，就藏在太陽(yáng)內(nèi)核持續(xù)進(jìn)行的核聚變反應(yīng)中。
這種反應(yīng)與氫彈爆炸的原理相似，然而，氫彈在瞬間釋放出全部能量，而太陽(yáng)卻歷經(jīng)近 50 億年的漫長(zhǎng)歲月，且預(yù)計(jì)還將持續(xù)燃燒幾十億年。
為何二者會(huì)有如此巨大的差異？
要探究氫彈核聚變的奧秘，首先要理解核聚變的本質(zhì)。
這里所說(shuō)的 “核”，指的是原子核。核反應(yīng)主要分為核聚變與核裂變。從字面含義不難理解，核聚變是指多個(gè)原子序數(shù)較小的原子核相互聚合，核裂變則是原子序數(shù)較大的原子核分裂成多個(gè)原子序數(shù)較小的原子核。
在這兩種核反應(yīng)過(guò)程中，質(zhì)量守恒定律并不適用，反應(yīng)前后會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，而這部分虧損的質(zhì)量會(huì)按照愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 E=mc2，以能量的形式釋放出來(lái)，其中 c 代表光速，約為 3×10?m/s 。
依據(jù)這個(gè)方程，哪怕質(zhì)量損失極其微小，也能釋放出極為巨大的能量。原子彈就是基于核裂變?cè)碇圃斓?，通常以鈾元素作為原料?/p>
氫彈的原理則是核聚變，常用氫及其同位素作為燃料，具體來(lái)說(shuō)，多使用氘和氚。
其反應(yīng)過(guò)程為：氘 + 氚→氦 + 中子 + 能量（1.76×10?eV）。但要觸發(fā)這一反應(yīng)，條件極為苛刻，僅溫度就必須達(dá)到上億度。
正因如此，氫彈并非單純的核聚變裝置，而是由核裂變與核聚變兩部分組成?？茖W(xué)家采用先引發(fā)核裂變反應(yīng)的方法，利用核裂變產(chǎn)生的 X 射線對(duì)次級(jí)核聚變?nèi)剂线M(jìn)行壓縮與加熱，從而推動(dòng)核聚變反應(yīng)的發(fā)生。
太陽(yáng)之所以能夠發(fā)生核聚變反應(yīng)，關(guān)鍵在于其擁有龐大的質(zhì)量。
追溯到 46 億年前，在如今太陽(yáng)系所處的位置，存在一片跨度達(dá) 2 光年的分子云。這片分子云在引力的作用下發(fā)生坍縮，逐漸形成了太陽(yáng)，剩余物質(zhì)則構(gòu)成了太陽(yáng)系的其他天體。
太陽(yáng)憑借占據(jù)太陽(yáng)系總質(zhì)量 99.86% 的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為太陽(yáng)系的主宰。由于質(zhì)量巨大，太陽(yáng)自身引力極強(qiáng)，在強(qiáng)大引力的擠壓下，太陽(yáng)內(nèi)部溫度急劇上升，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)。
所謂等離子態(tài)，是指物質(zhì)原子中的電子獲得足夠能量，擺脫了原子核的束縛，物質(zhì)不再處于常見(jiàn)的氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)，而是形成了一種類似 “粒子粥” 的狀態(tài)，原子核、光子和電子在其中自由運(yùn)動(dòng)。
太陽(yáng)物質(zhì)的 73% 由氫原子構(gòu)成，在太陽(yáng)內(nèi)部的等離子態(tài)環(huán)境下，大量氫原子電離，形成了占比達(dá) 73% 的自由氫原子核，即質(zhì)子。
太陽(yáng)內(nèi)核的核聚變反應(yīng)，本質(zhì)上就是質(zhì)子之間的融合過(guò)程。然而，質(zhì)子都帶有正電荷，根據(jù)電荷同性相斥的原理，質(zhì)子之間存在著強(qiáng)大的靜電斥力。
只有克服這一斥力，質(zhì)子才能發(fā)生核融合。實(shí)際上，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子相互靠近時(shí)，在弱力的作用下，存在極其微小的概率使其中一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，隨后質(zhì)子與中子結(jié)合形成氘核。
在現(xiàn)代物理學(xué)理論中，宇宙存在四種基本作用力，分別是強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力。
其中，弱力和強(qiáng)力作用于原子核尺度，而在日常生活中，除引力外，諸如彈力、支持力等其他力本質(zhì)上都屬于電磁力。
在這四種基本作用力中，引力強(qiáng)度最弱，其次是弱力，而強(qiáng)力則最為強(qiáng)大。弱力具有改變粒子種類的特性，放射性衰變現(xiàn)象就是弱力作用的結(jié)果。在太陽(yáng)內(nèi)核中，正是弱力促使質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)變。
由于靜電斥力的阻礙以及弱力本身的微弱特性，太陽(yáng)內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子與其他質(zhì)子相遇并轉(zhuǎn)變?yōu)殡说母怕蕵O低，平均每 10 億年才可能發(fā)生一次。
但一旦這一步反應(yīng)發(fā)生，后續(xù)的反應(yīng)就相對(duì)容易進(jìn)行。
最終，4 個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的核融合過(guò)程，形成一個(gè)氦核，并釋放出大量能量。太陽(yáng)內(nèi)核主要進(jìn)行的這種核聚變反應(yīng)，被稱為質(zhì)子 - 質(zhì)子反應(yīng)。
太陽(yáng)擁有巨大的質(zhì)量，其中質(zhì)子數(shù)量極其龐大。
盡管質(zhì)子融合反應(yīng)的概率極低，但在太陽(yáng)龐大的物質(zhì)基數(shù)下，這一反應(yīng)成為了必然。
不過(guò)，由于弱力微弱，太陽(yáng)內(nèi)核的核聚變反應(yīng)并非像氫彈那樣瞬間爆發(fā)，而是以極為緩慢的速度進(jìn)行?？茖W(xué)家通過(guò)模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)內(nèi)核的核聚變功率密度約為 276.5W/(m3)，僅為一個(gè) 50 千克成年人單位消耗功率的十分之一。
這表明，太陽(yáng)能夠釋放出巨大能量，并非因?yàn)榉磻?yīng)劇烈，而是得益于其龐大的規(guī)模。
弱力的強(qiáng)度對(duì)太陽(yáng)的壽命有著至關(guān)重要的影響。研究表明，如果弱力比當(dāng)前強(qiáng)度增加 10%，太陽(yáng)的壽命將縮短約 20%。若弱力強(qiáng)度進(jìn)一步增大，可能在地球誕生人類之前，太陽(yáng)就已走向衰亡。
因此，弱力的恰到好處，為人類的出現(xiàn)創(chuàng)造了不可或缺的條件，在宇宙演化的宏大進(jìn)程中，埋下了生命誕生的伏筆。
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