人類連四維都沒有想明白的道理(人類連四維都沒有想明白的東西)

如果有人問你，陽光從哪里來？你一定會罵他傻：陽光，一定來自太陽！

如果我接下來問你：太陽為什么會發(fā)光？太陽光從哪里來？你知道嗎？

很多人可能無法回答。

有人說：核聚變發(fā)生在太陽中心，核聚變產生大量的熱量。太陽就像一個大燈泡，光從它的中心發(fā)出。

事實真的如此嗎？今天我們就來分析一下。

地平線上的太陽

太陽的光

我們的地球，包括太陽系中的所有行星，始終沐浴在明亮的陽光下。陽光是從太陽散發(fā)出來，它不只包括赤橙黃綠青藍紫七色可見光，還包含我們肉眼看不見的伽馬（）射線、X射線、紫外線、紅外線、微波和其它波長的電磁波。

每種顏色代表日冕中存在的不同波長的極紫外光

我們看到的陽光通常是白色的，這是所有波長的可見光混合的結果。對于不同的動物來說，它們看到的光會和人類不同。有些動物可以看到紫外線，而另一些動物對紅外線更敏感。

太陽發(fā)出的光非常強。即使在距離太陽表面1.5億公里的地球大氣層之上，太陽光的功率也達到1368W/m。由于地球大氣層的阻擋，部分光線被過濾，所以在晴朗無云的正午，我們在赤道表面接收到的太陽光能量約為1000W/m?？茖W家估計，太陽的總功率達到3.82610W，地球從太陽接收到的功率也達到1.7401017W。

可見光僅占太陽光譜的很小一部分

太陽核聚變

太陽之所以每時每刻都能釋放出如此巨大的能量，是因為它的核心時刻都在發(fā)生著核聚變反應。

太陽是一個直徑139.1萬公里的大氣球。從原子數(shù)量來看，太陽的92.1%是氫，7.8%是氦，其他元素只占太陽質量的很小一部分。

太陽的總質量是地球的33萬倍，達到1.98910kg。其核心由于極高的重力而產生高達3000億個大氣壓的壓力和1500萬攝氏度的高溫。如此高溫高壓每秒可將3.710質子轉化為粒子（氦4核）。這就是我們常說的核聚變。

太陽核聚變“質子-質子鏈式反應”過程

太陽中心氫原子核聚變通常稱為“質子-質子鏈反應”。

第一步，當兩個氫核（質子）合并時，會生成一個雙質子氦核；這個氦核不穩(wěn)定，然后發(fā)生+衰變，氦衰變成氘，同時釋放出一個正電子、一個中微子和0.42MeV的能量。

+衰變產生的正電子會立即湮滅附近的電子，湮滅產生兩個射線光子和1.022MeV的能量。

第二步，在產生的4秒內，氘將繼續(xù)與另一個氫核（質子）融合成氦3核。同時，產生一個射線光子和5.49MeV能量。

第三步，兩個氦3核融合產生一個氦4核（粒子）并同時釋放兩個質子。

從上述聚變反應步驟我們可以看出，核聚變過程中會產生中微子和伽馬射線光子。中微子很少與其他物質相互作用。只需要2.3秒就能沖出太陽，消失得無影無蹤，但光子卻很難逃脫。

太陽能結構

陽光從哪里來？

太陽核聚變產生的射線光子在幾毫米內被吸收，它們的能量被用來加熱太陽核心中的高溫等離子體。當再次釋放時，射線光子能量將比之前更低。這樣，經過1萬到17萬年（有的說100萬年）的反復吸收和釋放，伽馬射線光子才能輻射到太陽表面。

一、我們在地球上能看到太陽核心發(fā)出的光芒嗎？

并不能。

由于核聚變釋放出伽馬射線，在地球磁場和大氣層的雙重保護下，伽馬射線很難到達地球表面。

二、太陽光是從哪里產生的呢？它誕生于太陽表面的光球層。

這是太陽表面大氣中從低到高不同波長的光的同步圖像。光球層位于最左邊。

光球層是太陽最低的一層大氣，它大約有500公里厚，這里的溫度比太陽核心的溫度低很多，平均大約只有5500C。光球層的氣體密度只有0.2g/m，大約僅有地球海平面空氣密度的1/6000?？梢哉f，用一層薄紗來形容太陽的光球層一點都不過分。

然而就是這一層薄紗似的大氣，它對太陽內部的光卻是不透明的，太陽內部絕大部分波長的光線都無法穿透光球層的底層，我們也無法通過光球層看到太陽里邊的光線。這到底是為什么呢？

由于光球層底部的溫度約為5730，嚴重缺乏H離子（氫負離子）。缺乏H離子使得大氣更容易吸收光子。我們看到的大部分來自太陽的可見光是當氫原子與電子在光球層高層大氣中反應形成H離子時產生的。該區(qū)域大約3%的氫被電離，從而產生絕大多數(shù)的部分可見光。

光球層發(fā)出的可見光譜。黑色為吸收線，表示相應波長的光被吸收。

三、色球層產生其它波段的光。

色球層圍繞著光球層，那里的大氣層更稀薄但更溫暖。色球層和光球層交界處的溫度僅為4230C，但在2000公里厚的色球層頂部，溫度卻升至數(shù)萬度。

截止日期色球層從低到高的溫差巨大，它也不像光球層那樣發(fā)出相對穩(wěn)定的光。這是一個充滿著磁場的等離子體層，由于高溫等離子體流與磁場之間復雜的相互作用，這里經常爆發(fā)劇烈的太陽耀斑、日珥等現(xiàn)象，同時對外發(fā)射紫外、遠紫外、X射線，以及遠紅外區(qū)和射電波段的輻射。

太陽色球層、耀斑和日珥

四、日冕

太陽的日冕是一個很大的區(qū)域，從色球層頂部延伸到太陽半徑幾倍的距離。這里的等離子氣體極其稀薄但溫度卻高達100萬度，所以日冕可以向外輻射低量的可見光、X射線、遠紫外、紫外輻射、還有一些射電輻射和高度電離的離子。

日冕物質噴發(fā)

總結：

通過本文的分析，你應該明白了，我們看到的太陽光其實并不是從太陽中心發(fā)出來的，太陽真正發(fā)光的地方是在它的大氣層上方。

核聚變始終在太陽中心半徑25%的范圍內發(fā)生。當大量的氫融合成氦時，會釋放出伽馬射線光子。這些光子攜帶著能量，不斷地加熱太陽，熱量逐層向外輻射，從而使太陽表面產生非常高的溫度。

太陽的光球層的內層屏蔽內部光子向外發(fā)射，同時它的外層因氫的電離作用也在不斷地向外發(fā)射光子，這是絕大部分可見光產生的地方。

光球層上方的色球層和日冕具有極高的溫度，這里的高溫等離子體輻射出除伽馬射線之外幾乎所有頻段的光。

所以，我們有了光。