太阳一秒钟可以释放多少能量？为什么燃烧46亿年，还没消耗殆尽|地球|太阳|太阳系|核聚变|辐射

如果要问地球生命的诞生和发展离不开哪一个关键因素，那应该就是太阳光的照射。在合适的环境中，太阳光的出现让生命的诞生成为了可能。经过几十亿年的发展，如今地球上任何一种生命都无法脱离与太阳的关系，草原、森林、高山上的植物需要吸收阳光来维持生命活动，即使长期生存在洞穴中的生物也需要依靠外界阳光对环境的作用而生。

如果地球有一天不再有太阳光照射，那么难以想象地球上会发生怎样的变化。因此太阳对地球生物来说极其重要，但太阳有一个地方让许多人不解，它的历史比地球还要悠久，地球如今也已经有45亿岁了，太阳似乎从形成之后就一直对外辐射热量和光。那么问题来了，太阳是如何做到几十亿年如一日地发光发热呢？

相信很多朋友都知道是核聚变反应。那么核聚变反应的原理是什么？为什么太阳内部的核聚变反应能够稳定且持续地发生呢？

太阳一秒钟可以释放多大的能量？

放眼整个太阳系，几乎每颗星球都能接收到来自太阳的能量，这源于太阳对外辐射的庞大能量。根据天文学家的估测，太阳一秒钟释放出的能量大约是3.9*10的26次方焦耳，这些能量释放出去后就会四处传播，因此太阳系内的每一块空间都存在来自太阳的能量。但是地球接收到的太阳能量大约只有7.3*10的17次方，还不到太阳一秒钟辐射能量的10亿分之一。

而在照射到地球的这部分能量中，又只有不到一万分之一的能量被人类直接利用，因此按照数量关系换算下来人类直接利用的太阳能量只占到太阳一秒钟辐射总量的20万亿分之一。如果你对这些天文数字没有概念的话，那么可以这么理解，太阳一秒钟辐射的能量大概是人类社会一年消耗的总能量，由此可见太阳释放的能量庞大到难以想象。

根据爱因斯坦提出的质能方程，能量和质量是可以相互转换的，太阳一秒钟要释放出3.9*10的26次方焦耳能量，那么它至少需要消耗420万吨质量的物质。即使这部分质量损耗对太阳整体质量来说不算什么，但随着时间的推移，质量损耗在不断地累积，太阳终究还是会出现明显的质量亏损，主要表现为体积缩小，但太阳并未出现过这种情况，这是为何呢？

太阳持续燃烧的机制是什么？

原因就在于太阳内部的反应并非简单的燃烧反应，而是核聚变反应。地球上大多数燃烧反应都是氧化反应，一分子的原料很难生成超过10分子的能量，而核聚变反应所需要的原料很少，但能够释放出庞大的能量，这就是太阳坚持几十亿年如一日地燃烧，但质量未出现巨大亏损的主要原因。

核聚变反应的原理其实并不难理解，反应从最简单的氢原子开始，4个氢原子在高温高压的环境下聚合形成一个氦原子，这个聚合的过程会辐射出伽马射线和中微子，它们就是辐射能的主要组成。太阳内部的氢核聚变反应之所以能够持续进行下去，另一个重要的原因是该反应采用的是链式反应，这种反应的原理有点像多米诺骨牌，反应一旦开始了就会连环进行下去。

如今太阳已经步入中年，它在前半段的生命中燃烧了将近50亿年，未来还会继续燃烧50亿年，而能够支撑太阳如此久的原因就是太阳的反应原料十分充足。据研究发现，太阳主要由氢元素和氦元素组成，目前氢元素占总量的四分之三，氦元素占总量的四分之一，这意味着太阳未来还有很充足的“资本”继续燃烧。

太阳内部的核聚变反应为何能长期稳定地进行？

科学家发现太阳内部的反应秘密后，也提出想法制造“人造太阳”，模仿太阳内部的核聚变反应来产生庞大能量，但关键问题是核聚变反应很难被控制住，人类目前尚未掌握可控核聚变的技术。科学家表示，如果想要让核聚变反应变得可控，那么需要营造上亿温度的环境，而且维持时间要足够长，目前没有一个国家能够做到这一点。

实际上人类早在上世纪40年代就实现了核聚变反应，它的典型应用就是氢弹。然而氢弹也是不可控的，反应一引发后就会发生爆炸。那么太阳内部的核聚变反应为什么能够稳定地进行呢？一方面是因为太阳内部的辐射压和引力形成了动态平衡，另一方面是因为太阳内部存在量子隧穿效应。

一般情况下，量子隧穿的发生需要足够的能量，但是太阳内部的量子隧穿并不需要充足的能量也有一定的概率发生，只不过量子隧穿效应发生的概率很小。一旦量子隧穿效应发生后，氢原子之间发生聚合的概率就大大增加了。尽管发生量子隧穿效应的概率很小，但太阳的质量和体积都非常庞大，存在巨大数量级的粒子参与反应，因此最后还是能发生相当大规模的量子隧穿效应。

太阳活动会给地球造成什么影响？

地球上任何事物都有正反两面，宇宙中的事物也是如此。太阳一方面给地球带来了光和热，另一方面也会影响地球生物的生存，例如太阳活动对地球会产生明显的影响。太阳大气层中发生的所有活动统称为太阳活动，包括太阳黑子、光斑、耀斑、日冕瞬变等事件。太阳活动的周期大约是11年，当处于活动剧烈期时，太阳会释放出大量辐射。