地球与太阳相隔约1.5亿公里之遥，光速行进此距离大约需时8分钟。然而，背后的真相远比我们想象的复杂。太阳的光并非在表面诞生，而是在核心深处孕育。
太阳，更像是一个巨大的“等离子体海洋”，光线在其中艰难穿行，耗时约10万年才得以抵达表面，继而畅通无阻地在8分钟内照射到地球。
让我们深入探讨太阳光究竟如何产生。
简言之，关键在于核聚变。
长久以来，人们将太阳视作一个巨型的燃烧火球，然而若太阳只是寻常燃烧，其生命周期理论上不过数千年。
随着物理学的不断演进，科学家揭示了太阳燃烧的奥秘：核聚变，即氢聚变为氦，每秒钟太阳都在损失约400万吨的质量，转化为巨大的能量。
太阳的核心，温度高达1500万摄氏度，压力更是高达2500亿个大气压。但这样的环境尚不足以引发核聚变，那么，核聚变是如何发生的呢？
答案在于量子力学中的量子隧穿效应。
简单来说，量子隧穿意味着在极短的瞬间，微观粒子的能量能够瞬间攀升至无穷大，突破所谓的“能量势垒”。当然，量子隧穿的出现概率微乎其微，且具有随机性。
在宏观世界中，我们可以将之比喻为：你纵有千钧之力，却只能越过2米高的障碍，理论上你永远无法跨越10米之高的墙。但在量子世界，你有极小的机率获得“超能力”，直接“穿墙而过”。
量子隧穿发生的概率虽然极低，大约每10的28次方次的碰撞中才有一次，但这样的低概率碰撞却能使粒子通过量子隧穿融合，发生核聚变。太阳核心的高温高压使得无数粒子有机会发生核聚变，从而使实际参与聚变的粒子数量极为庞大。
即便有量子隧穿效应，温度条件也至关重要。只有当温度超过400万摄氏度，量子隧穿效应才能有效触发核聚变。如果温度过低，尽管理论上仍可通过量子隧穿发生核聚变，但概率极低，几乎不具实际意义。
在太阳的核心，由核聚变产生的高能光子需要突破恒星外层无数的电离粒子，经历无数次随机散射，每个光子的路径各异，如同随机漫步。这使得光子需要10万年之久才能从核心逃逸到太阳表面。
此外，光子在散射过程中会与其他粒子相撞，产生不同能量的光子，如紫外线、可见光、红外线等，而非最初在核心生成的高能伽马射线。核聚变还会产生中微子，中微子几乎不受阻碍地逃离太阳表面，而高能光子却需要漫长的10万年才能抵达。
我们所见的太阳光线实际上来自光球层和日冕两部分，这些光本质上是黑体辐射，与任何物体被加热至一定温度所发出的光无异。
然而，太阳并非只有一个黑体，而是一系列的黑体。光线可能来自温度较高的太阳内部，也可能来自温度较低的外部。
正因如此，细致观察太阳光谱，我们会发现它并不完全符合理想的黑体辐射模型。
综述
我们享受着太阳的温暖与光芒，却鲜少思考太阳光经历了怎样的艰辛旅程。这些光线从太阳核心出发，历经无数困难，方能抵达太阳表面，用时长达10万年。
太阳半径约为70万千米，可想而知，太阳光在这段距离中的行进速度异常缓慢，每年仅前进7千米，每日不足20米，比之蜗牛，更是相形见绌。
然而，必须指出，万物皆非绝对。尽管太阳的核聚变主要在核心发生，高能光子亦在核心产生，但核心的能量亦能加热太阳的不同层级，乃至最外层。
在这种升温效应下，最外层的原子有机会发射出光子，成为太阳光中不同频率、不同颜色光子的来源。然而，光子即是能量，而这一切能量的源头，依旧是核心通过核聚变产生的高能光子。这些光子并非瞬间即可到达表面，而是需要耗费数万年的时间！
热门跟贴