我们看到的太阳光究竟是8分钟前的还是几万年前的?
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很多人回答的都有个误区,认为太阳光是核反应直接产生的,需要从太阳的核反区(内核)然后千心万苦到达表面,才能够被发射到宇宙空间 然后被我们接受。他们认为,光线从太阳内部到达核心的过程,光线会经历多次的电子吸收在发射过程,最终使得只有2光秒的距离,光线却要花费上万年。
其实,上面的解释完全是错误的,或者说太阳光并不是这么来的!
首先明确一点,我们看到的太阳光确实是8分钟前的。因为太阳距离地球的平均距离是1.5亿千米,光线走这么远也需要8分20秒。所以,我们从太阳表面接受到的光线,都是8面前太阳表面产生的。故而,假如太阳突然停止核聚变,不在释放热量和阳光,那么我们要等8分钟才知道。但像题目那样,说光线是几万年前太阳的,就不对了!
为何大家的解释不对去?首先,太阳的一切能量确实来自于核反应。核反应会释放出巨大能量,但这个巨大能量并不是指的光能,而是热能。热能和分子的运动有关,分子运动越厉害,那么物体就会越热。而太阳内部的核反应,就是通过热量的传递使得我整个太阳变得燥热。而热量可以通过辐射跃迁耗散掉,所太阳发出去的光,其实都是太阳表面热量的辐射跃迁而已,并非是从内部出来的。
太阳光当然是8分钟前的。太阳平均距离地球1.496亿公里,光从其表面发出到达地球约需要500秒时间,一分钟为60秒,也就是说太阳光大约在8分20秒左右到达地球。所以我们看到的太阳光都是大约8分多钟之前发出的。
大家可能都在一些科普书籍或者文章里看到过太阳发光的原理。太阳是通过引力作用导致核心压力增加温度升高,当核心压力和温度达到足够高时(约3000亿个大气压、1500万开尔文),核心的氢就会被点燃核聚变,同时释放出大量的能量,当中包括了中微子和高能光子。
在继续下去之前我们可以先来看一下太阳的结构图:
根据目前的理论模型,太阳内部分成不同的区域,从里到外分别是:氢核聚变所在的 核心区 (约中心半径1/4范围内)、光子向外辐射经过的 辐射区 (半径1/4到0.86倍半径范围内)、热交换的 对流层 (0.86倍半径到接近表面的范围内)、发出黑体辐射的 光球层 (表面厚度约500公里,这里是我们看到的太阳的可视边界)、 色球层 (表面厚度约2500公里)、 日冕层 (色球层外色球层产生的太阳风逃逸区)。
前面说到,在核心区发生的氢核反应后释放出大量的 中微子 和 高能伽马光子 ,其中中微子由于不参与电磁相互作用,而且个头极小,因此中微子在太阳的等离子海洋里几乎畅通无阻地辐射出来。由于中微子质量极小,速度接近光速,因此它们实际上在被氢核反应辐射出之后约8分多钟就会到达地球,但同样由于前述原因,它们绝大多数会畅通无阻地穿透地球而去,不会带给地球任何来自太阳的能量。只有极少极少部分会与地球物质发生相互作用并释放能量,其中包括被地球的中微子探测器拦截到的部分。
但是高能光子的运气就没那么好了,它们被氢核聚变反应辐射出来以后,由于光子本身参与电磁相互作用,在核心附近的等离子海洋中很快就被吸收。不过由于能量极高,被吸收的辐射很快又被释放出来,极高的能量产生的辐射压抵御了引力向内的收缩压力,达到一种微妙的平衡,使核心氢核聚变能相对缓慢的进行,不至于像氢弹一样一下子把所有核心的氢都点燃并迅速消耗完。正因这种微妙的平衡,使我们的太阳可以稳定地持续发光一百亿年。
这种辐射的能量在向外传播的过程中渐渐降低,随着远离核心,温度逐渐降低的同时辐射出的光子频率也相应降低,从核心区的伽马射线,到辐射区的X射线,到远紫外线,到紫外线,当到达表面的光球层时,其热辐射谱的峰值已经在可见光范围内了。
因此我们看到的大量太阳光都是可见光,这其实也是一种自然选择的结果。
从伽马射线到可见光,这个吸收释放的过程有点曲折离奇,它类似于散射的过程,并没有确定的路径,因此这些伽马光子从核心核聚变中产生到到达太阳表面时,所经历的时间是也不一样的,最终的频率也不一样。
太阳光的光谱是一种与温度强相关的黑体谱,黑体谱是一种连续光谱,里面各种频率的光子都有,而太阳的表面温度约5770K,对应的黑体辐射光谱峰值在黄绿光附近,因此太阳光辐射主要都集中在可见光附近。
虽然核心辐射到达太阳表面的时间不一样,频率也不一样,正如它的辐射频率有一个峰值一样,其到达表面的时间也有一个平均值,大约数万年左右吧。但很明显,最终出来的那个光子早已不是核心所产生的那个光子了,太阳既然是黑体辐射,黑体辐射就是由其表面的温度产生的热辐射。因此,虽然太阳发光是由于核心核聚变,但太阳光实际上就是从表面发出的,所以它80分钟左右就到达地球了。
这个问题很简单稍微对天文知识有点了解的小伙伴张口就来,我们看到的太阳光是8分20秒之前从太阳表面来到地球。计算过程也很简单地球绕太阳公转轨道是椭圆形, 在近日点距离太阳:1.471亿千米、远日点距离太阳:1.52亿千米。平均距离是1.5亿公里,真空中光速取30万公里每秒,简单除法结果就是8分钟20秒。
太阳是宇宙中一颗普通的恒星,质量中等为红矮星,寿命大约是100亿年,在大约50亿年以后会变成致密星-白矮星。太阳光的产生是由于太阳内核处在自身引力塌陷提供的条件下进行核聚变,释放出光和热。 这意味着光子是从太阳内核处产生穿出太阳来到地球,那么有的人可能就说了太阳半径69万公里,那么在8分20秒的基础上在加个2秒钟就可以,真的是这样吗?
实际上不是的,简单的说光子在太阳内部不走直线,它们像无头苍蝇一样每当撞击到其他粒子就需要改变方向,就这样一头一头的撞下来,等它们来到太阳表面绝不是2秒钟。 这个问题在乔治•伽莫夫写的科普书籍《从一到无穷大》中有相关计算如下:
这意味着我们每天看到的太阳光追根溯源可能来自于十几万年前,那个时候的人类祖先在干什么哪?
文/科学黑洞,图/来源网络侵删
借用一句时髦的话来说,我们看到的太阳光是当下的。
没错,压根儿就没有什么8分钟,或者什么几万年那么一说。无论长短,任何时间差都是没有意义的,因为在宇宙中最快的信息传播速度面前,光的任何表现都具有同时性,光在不同的空间位置之间架起了一个超距的桥梁,它让不同的位置变成了同一时间。这时的任何一个光子,不仅仅只是原子运动信息的传递者,也是一个时间公式的等号,这个等号把光子被发射和被接收的两端连结起来了!
相信很多人都听说过这种说法:我们看到的太阳是8分钟之前的太阳(实际是8分20秒,一般说8分钟),这个很好理解,毕竟地球距离太阳1.5亿公里,光飞行1.5亿公里的时间大约就是8分钟,所以我们看到的是8分钟之前的太阳并没有毛病!
不过如果你深入地了解了太阳的发光原理和整个进程,就会明白我们看到的太阳光虽然是从太阳表面发射出来的,但严格来说太阳表面并不能产生任何光线,光线产生的根源在太阳的核心,也就是太阳核心的核聚变!
太阳半径大约70万千米,这个距离光速飞行只需要2秒多一点的时间!那么太阳核心产生的光真的只需要2秒就能飞行到太阳表面吗?
事实上远非如此!核聚变产生的光线需要历经千辛万苦才能到达太阳表面!因为太阳内部充满了氢和氦,产生的光线会不断地被电子吸收然后再释放,太阳内部巨大的压力让电子的密度也非常高,不断地重复吸收释放这个过程,所以光线吸收释放的过程也非常漫长,从太阳核心到达表面需要大约十万年时间!
所以我们看到的太阳是十万年前的太阳?这种说法也并不严谨,有点“偷换概念”的味道,毕竟不管太阳内部经历了什么,我们只会注意到从太阳表面发出的光需要多长时间到达地球!
所以,我们看到的太阳是多长时间以前的太阳并不重要,重要的是我们需要了解太阳内部产生光线的机制,明白光线是如何到达太阳表面的,明白了这些,问题也就变得非常简单了,就看你从哪个角度去理解了!
太阳距离地球1.5亿km,光速是30万km/s,太阳光从太阳传到地面需要8分钟。但最新研究表明,太阳内部的光子从诞生之时起,要到达太阳表面需要2万多年左右。
太阳能有如此巨大的能量,那就是它的内部在1500万℃、3000亿个气压的环境下,无时不刻都在进行着氢氦聚变反应,反应过程中的高温产生的光子要到达太阳表面,没有想象中那么快捷。
产生的光子在太阳内部会受到无数电子的阻挡以及元素物质的吸收等障碍,即使是宇宙中速度最快的光子也要在太阳内部处处“碰壁”,原本只需2秒的路程,却要“击败”无数个“关卡”,比“关云长过五关斩六将”不知厉害
其实,上面的解释完全是错误的,或者说太阳光并不是这么来的!
首先明确一点,我们看到的太阳光确实是8分钟前的。因为太阳距离地球的平均距离是1.5亿千米,光线走这么远也需要8分20秒。所以,我们从太阳表面接受到的光线,都是8面前太阳表面产生的。故而,假如太阳突然停止核聚变,不在释放热量和阳光,那么我们要等8分钟才知道。但像题目那样,说光线是几万年前太阳的,就不对了!
为何大家的解释不对去?首先,太阳的一切能量确实来自于核反应。核反应会释放出巨大能量,但这个巨大能量并不是指的光能,而是热能。热能和分子的运动有关,分子运动越厉害,那么物体就会越热。而太阳内部的核反应,就是通过热量的传递使得我整个太阳变得燥热。而热量可以通过辐射跃迁耗散掉,所太阳发出去的光,其实都是太阳表面热量的辐射跃迁而已,并非是从内部出来的。
太阳光当然是8分钟前的。太阳平均距离地球1.496亿公里,光从其表面发出到达地球约需要500秒时间,一分钟为60秒,也就是说太阳光大约在8分20秒左右到达地球。所以我们看到的太阳光都是大约8分多钟之前发出的。
大家可能都在一些科普书籍或者文章里看到过太阳发光的原理。太阳是通过引力作用导致核心压力增加温度升高,当核心压力和温度达到足够高时(约3000亿个大气压、1500万开尔文),核心的氢就会被点燃核聚变,同时释放出大量的能量,当中包括了中微子和高能光子。
在继续下去之前我们可以先来看一下太阳的结构图:
根据目前的理论模型,太阳内部分成不同的区域,从里到外分别是:氢核聚变所在的 核心区 (约中心半径1/4范围内)、光子向外辐射经过的 辐射区 (半径1/4到0.86倍半径范围内)、热交换的 对流层 (0.86倍半径到接近表面的范围内)、发出黑体辐射的 光球层 (表面厚度约500公里,这里是我们看到的太阳的可视边界)、 色球层 (表面厚度约2500公里)、 日冕层 (色球层外色球层产生的太阳风逃逸区)。
前面说到,在核心区发生的氢核反应后释放出大量的 中微子 和 高能伽马光子 ,其中中微子由于不参与电磁相互作用,而且个头极小,因此中微子在太阳的等离子海洋里几乎畅通无阻地辐射出来。由于中微子质量极小,速度接近光速,因此它们实际上在被氢核反应辐射出之后约8分多钟就会到达地球,但同样由于前述原因,它们绝大多数会畅通无阻地穿透地球而去,不会带给地球任何来自太阳的能量。只有极少极少部分会与地球物质发生相互作用并释放能量,其中包括被地球的中微子探测器拦截到的部分。
但是高能光子的运气就没那么好了,它们被氢核聚变反应辐射出来以后,由于光子本身参与电磁相互作用,在核心附近的等离子海洋中很快就被吸收。不过由于能量极高,被吸收的辐射很快又被释放出来,极高的能量产生的辐射压抵御了引力向内的收缩压力,达到一种微妙的平衡,使核心氢核聚变能相对缓慢的进行,不至于像氢弹一样一下子把所有核心的氢都点燃并迅速消耗完。正因这种微妙的平衡,使我们的太阳可以稳定地持续发光一百亿年。
这种辐射的能量在向外传播的过程中渐渐降低,随着远离核心,温度逐渐降低的同时辐射出的光子频率也相应降低,从核心区的伽马射线,到辐射区的X射线,到远紫外线,到紫外线,当到达表面的光球层时,其热辐射谱的峰值已经在可见光范围内了。
因此我们看到的大量太阳光都是可见光,这其实也是一种自然选择的结果。
从伽马射线到可见光,这个吸收释放的过程有点曲折离奇,它类似于散射的过程,并没有确定的路径,因此这些伽马光子从核心核聚变中产生到到达太阳表面时,所经历的时间是也不一样的,最终的频率也不一样。
太阳光的光谱是一种与温度强相关的黑体谱,黑体谱是一种连续光谱,里面各种频率的光子都有,而太阳的表面温度约5770K,对应的黑体辐射光谱峰值在黄绿光附近,因此太阳光辐射主要都集中在可见光附近。
虽然核心辐射到达太阳表面的时间不一样,频率也不一样,正如它的辐射频率有一个峰值一样,其到达表面的时间也有一个平均值,大约数万年左右吧。但很明显,最终出来的那个光子早已不是核心所产生的那个光子了,太阳既然是黑体辐射,黑体辐射就是由其表面的温度产生的热辐射。因此,虽然太阳发光是由于核心核聚变,但太阳光实际上就是从表面发出的,所以它80分钟左右就到达地球了。
这个问题很简单稍微对天文知识有点了解的小伙伴张口就来,我们看到的太阳光是8分20秒之前从太阳表面来到地球。计算过程也很简单地球绕太阳公转轨道是椭圆形, 在近日点距离太阳:1.471亿千米、远日点距离太阳:1.52亿千米。平均距离是1.5亿公里,真空中光速取30万公里每秒,简单除法结果就是8分钟20秒。
太阳是宇宙中一颗普通的恒星,质量中等为红矮星,寿命大约是100亿年,在大约50亿年以后会变成致密星-白矮星。太阳光的产生是由于太阳内核处在自身引力塌陷提供的条件下进行核聚变,释放出光和热。 这意味着光子是从太阳内核处产生穿出太阳来到地球,那么有的人可能就说了太阳半径69万公里,那么在8分20秒的基础上在加个2秒钟就可以,真的是这样吗?
实际上不是的,简单的说光子在太阳内部不走直线,它们像无头苍蝇一样每当撞击到其他粒子就需要改变方向,就这样一头一头的撞下来,等它们来到太阳表面绝不是2秒钟。 这个问题在乔治•伽莫夫写的科普书籍《从一到无穷大》中有相关计算如下:
这意味着我们每天看到的太阳光追根溯源可能来自于十几万年前,那个时候的人类祖先在干什么哪?
文/科学黑洞,图/来源网络侵删
借用一句时髦的话来说,我们看到的太阳光是当下的。
没错,压根儿就没有什么8分钟,或者什么几万年那么一说。无论长短,任何时间差都是没有意义的,因为在宇宙中最快的信息传播速度面前,光的任何表现都具有同时性,光在不同的空间位置之间架起了一个超距的桥梁,它让不同的位置变成了同一时间。这时的任何一个光子,不仅仅只是原子运动信息的传递者,也是一个时间公式的等号,这个等号把光子被发射和被接收的两端连结起来了!
相信很多人都听说过这种说法:我们看到的太阳是8分钟之前的太阳(实际是8分20秒,一般说8分钟),这个很好理解,毕竟地球距离太阳1.5亿公里,光飞行1.5亿公里的时间大约就是8分钟,所以我们看到的是8分钟之前的太阳并没有毛病!
不过如果你深入地了解了太阳的发光原理和整个进程,就会明白我们看到的太阳光虽然是从太阳表面发射出来的,但严格来说太阳表面并不能产生任何光线,光线产生的根源在太阳的核心,也就是太阳核心的核聚变!
太阳半径大约70万千米,这个距离光速飞行只需要2秒多一点的时间!那么太阳核心产生的光真的只需要2秒就能飞行到太阳表面吗?
事实上远非如此!核聚变产生的光线需要历经千辛万苦才能到达太阳表面!因为太阳内部充满了氢和氦,产生的光线会不断地被电子吸收然后再释放,太阳内部巨大的压力让电子的密度也非常高,不断地重复吸收释放这个过程,所以光线吸收释放的过程也非常漫长,从太阳核心到达表面需要大约十万年时间!
所以我们看到的太阳是十万年前的太阳?这种说法也并不严谨,有点“偷换概念”的味道,毕竟不管太阳内部经历了什么,我们只会注意到从太阳表面发出的光需要多长时间到达地球!
所以,我们看到的太阳是多长时间以前的太阳并不重要,重要的是我们需要了解太阳内部产生光线的机制,明白光线是如何到达太阳表面的,明白了这些,问题也就变得非常简单了,就看你从哪个角度去理解了!
太阳距离地球1.5亿km,光速是30万km/s,太阳光从太阳传到地面需要8分钟。但最新研究表明,太阳内部的光子从诞生之时起,要到达太阳表面需要2万多年左右。
太阳能有如此巨大的能量,那就是它的内部在1500万℃、3000亿个气压的环境下,无时不刻都在进行着氢氦聚变反应,反应过程中的高温产生的光子要到达太阳表面,没有想象中那么快捷。
产生的光子在太阳内部会受到无数电子的阻挡以及元素物质的吸收等障碍,即使是宇宙中速度最快的光子也要在太阳内部处处“碰壁”,原本只需2秒的路程,却要“击败”无数个“关卡”,比“关云长过五关斩六将”不知厉害
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