太陽不為人知的秘密

太陽十大不為人知的秘密
《探索雜志》網3月10日報道 太陽離我們很遠,可是太陽就在我們眼前,古往今來,關于太陽的說法有很多,哪些說法是正確的呢?讓我們來了解太陽十項不為人知的秘密吧。

太陽是黃色的嗎?
太陽是黃色的嗎?
對這個問題我們都感到很困惑。我要明確指出:太陽發出的光是五顏六色的,在不同的顏色下發出不同的光,比如通過紫色發出紅光。事實上,藍綠光譜發出的光最強烈(大約480納米),但我們并不會看到綠色,因為我們的眼睛(在大腦的幫助下)結合了所有這些不同顏色的光。
從物理學上來講,太陽是白色的。這很容易理解,就像太陽照在一張紙上,出現白色的陽光一樣,照在雪和云上也是一樣的道理。如果太陽是黃色的,那么這些看起來應該是黃色才對。
然而,很多人認為太陽是黃色的,但并不能解釋它的原因。科學家做了許多研究,人們也一直在討論這個問題。他們猜測可能是與藍天比較而言吧,也許是地球大氣讓太陽看起來是黃色的吧?很難說。
但太陽的顏色是白色的。

太陽活動高峰期是和磁場峰值在同一時間嗎?
太陽活動高峰期是和磁場峰值在同一時間嗎?
你可能會認為,太陽活動高峰期和磁場峰值發生在同一時間。但事實上要復雜得多。
太陽實際上會出現兩次磁場峰值:出現第一次峰值后會逐漸減弱,持續約一年的時間,然后慢慢增強達一年時間,然后又下降,直到減弱到最低程度-它看起來就像一個雙重雙峰駝的回。太陽活動高峰期,比如耀斑的出現和太陽風暴等太陽劇烈活動,實際上是與太陽第二個磁場峰值的時間相符。上次是發生在2003年11月,當太陽發生爆炸,噴射出耀斑,天文學家說對這一事件非常震驚。上圖是發生在2003年11月4號的太陽耀斑,你可以看到它是相當地震憾 。
下一個太陽磁場峰值將發生在2012年的某個時候。但太陽活動高峰期要到2013年或2014年才會發生!要知預測結果如何,我們拭目以待。有時科學最好的老師就是耐心。

太陽會越來越熱嗎?
太陽會越來越熱嗎?
太陽在其核心內將氫轉變為氦,它沒有足夠的能量將氦溶化,因為將氦轉變為碳要更高的壓力和溫度,這樣,氦就在太陽核心中形成了,就和煤在壁爐燒成煤灰一個道理。在太陽引力的作用下,越來越多的氦氣釋放出來,好比你用力壓氣體,氣體反而會跑出來一樣。因此,經過數十億年的時間,太陽中心堆積的氦氣越來越多,溫度也越來越高。
多余的熱量會從太陽中心和表面釋放出來。因此,隨著時間的推移,太陽本身,甚至其表面,越來越熱。這意味著太陽應該變得越來越亮了。事實上,太陽比45億年前首次核聚變時亮了40%。
而且太陽現在仍然在越變越熱。這是不好的。據專家計算,如果地球平均溫度增加大約10華氏度,溫室效應將會愈加明顯。地球正受著太陽光的加熱作用。這神奇的一刻會發生在約11億年后。在那個時候,地球將變得太熱:冰蓋將融化,南極將成為一個不錯的度假勝地。
24億年后,太陽將變得更熱(比現在要亮40%),到時地球的溫度將上升到足以蒸發掉所有的海洋的水。

太陽是一個中等質量的恒星嗎?
太陽是一個中等質量的恒星嗎?
如果讓你突然接受太陽是個中等質量的恒星這個事實,也許你會非常疑惑。
恒星相當大一部分是同一種形狀(圓形),但是大小迥異。另外還有溫度、顏色、釋放能量等等的不同。所有這些特征的差異都歸于一個壓倒一切的內因:質量。恒星的質量決定其本身的特質:如它的大小,它的顏色,能產生多少能量,甚至能存在多久。質量小的恒星(也就是說,質量不到太陽的一半)是寒冷,紅色,陰暗,并且能存在很長時間。高質量恒星(大約超過太陽質量的10-20倍)是藍色,特別得明亮,而且只能存在幾百萬年。
太陽為什么會如此大呢?如同自然界大多數事物一樣,面積越大,上面存在的物體就越多。很少有較高質量恒星,更多的是中等質量的恒星,以及數以兆億的低質量恒星。大約10 %左右的恒星在銀河系中像太陽一樣大小,這就意味著只有極少數是比太陽大的。就算是保守估計,都可以得出太陽比銀河系中80 %以上的恒星都大。現在還能說太陽是中等質量的恒星嗎?
現在,如果你采取將最低質量的恒星和最高質量恒星的和來取得恒星的平均質量,的確,太陽看起來有點微不足道(這種方式降低了低質量范圍) 。但是,這不公平,因為低質量恒星的數量之多,足以將平均質量大大降低。我們經常看到的畫面是這樣的:和數以兆億的小恒星相比,太陽就像一個紅巨球,但是,太陽這樣的恒星是罕見的!紅矮星在質量上是其它恒星的五倍左右,但是褐矮星卻星羅密布。因此,圖片反應出來的效果更加令人信服。
無論您如何將它細分,太陽是一個巨大的能源庫,比天空中的大多數恒星更大,更明亮,更灼熱、更引人注目。綜上所述,誰還會說太陽是個中等質量的恒星呢?

太陽還能存在63億年嗎?
太陽還能存在63億年嗎?
現在,太陽大約有45.5億歲了。它一直在變熱,但按常理,太陽會越來越穩定。63億年后,一切將會改變。
從能量守恒定律來說,所有的氫氣轉變成氦氣后,太陽中心剩余的就是氦氣了,太陽也會越來越熱。最后,日核將升溫,薄薄的氫氣包圍著日核,中心的溫度更高,然后像氣球一樣膨脹。7億年后,太陽的體積將變成原來的2.3倍。
在那個時候,隨著太陽重量的增加,氦核將不得不壓縮,退化,那得用量子力學來解釋這個問題。但是,在這種情況下它會變得更熱,太陽外層膨脹得更厲害,它會膨脹到一個可怕的程度,直徑達到1.6億公里,是現在的100至150倍,這將增加多大的面積啊!它有可能會變成一個冷卻器,因為單位面積上的熱量會減少。冷卻后的星球是紅色的,太陽將變成一個巨大的紅色球體。
在此之后,事情變得更復雜。通過幾個階段的收縮和膨脹,太陽將失去一半的質量,散發到太空中,我們可以預測到日核的超高密度。所有的氦都會用完,留下的就是一個像地球大小的球體。太陽由一個白色的熱球體,經過數十億,數百億、千億年的消耗,最后變成一個冷冷的黑色球體,直至消失。
我們的地球會怎么樣呢?也許7億年過后,當太陽變成一個巨大的紅球時地球會被太陽吞沒,或表面巖石被加熱到超出熔點,地球就像食物一樣被蒸、炸。除非把地球移到離太陽足夠遠,或在銀河系找到另一個安家之所。

太陽看起來為什么會如此亮?
太陽看起來為什么會如此亮?
眾所周知,太陽是相當大的:它的周長是140萬公里,體積是地球的100萬倍!這意味著,在其核心,壓力和溫度相當地高(3400億個大氣壓強和1600萬攝氏度( 2700萬華氏度) ),在這樣的情況下,氫可以進行核聚變,變成氦。根據愛因斯坦的質能方程E=MC2,可以知道在任何核反應過程中一定出現質量虧損,同時釋放出核能。
這跟氫彈爆炸的原理一樣,當氫轉變成氦時,反應物質在核反應的前后的質量損失為m ,釋放的能量為 E 。這方程中的c則是指光速,它本身的速度非常快,所以就算很小的一點物質都能轉換成巨大的和令人驚嘆的能量。
由此我們知道了太陽每秒鐘可以釋放出 4 × 1026焦耳的能量;而且我們可以使用愛因斯坦的方程式來計算出太陽所釋放的能量,它可以在瞬間將500萬噸的物質轉化為能量,這大概相當于7個大規模的滿載石油的超級油輪 ,這樣說可以給你一個比較感性的認識。你還在對此感到懷疑嗎?想想這個吧:所謂氫聚變,那就是,數十億年壽命的太陽在每一天的每一秒鐘都在不斷地將7億噸氫轉換成6.95億噸的氦。令人難以相信!
表面上看來太陽將會很快地將氫用盡,但是請記住,太陽非常巨大,500萬噸對太陽來說只是微不足道的,所以在這數十億年來,我們都是很安全的。如果你還想知道更多關于這方面的知識,我將會在后面更加詳細地描述。打個比方吧,地球上所有核武器工廠加起來大約有20000枚炸彈。假設每枚炸彈都有100萬噸級(這當然是一個高估)太陽和這個巨大的武器儲藏庫比較會如何?
太陽每一秒鐘所釋放出的能量相當于整個地球的核武器儲藏庫釋放出的能量的500萬倍,這是一個保守的估計,對于太陽來說就微不足道了。

太陽活動能夠毀滅人造衛星,甚至造成地球停電嗎?
太陽活動能夠毀滅人造衛星,甚至造成地球停電嗎?
太陽可能看起來既穩又平,但它每時每刻都在運動和發生小爆炸。隨著時間的流逝,太陽的磁場不斷地在發生變化,22年一個周期。在每個周期的開始磁場非常弱,隨后逐漸增強。約5年半后達到峰值,然后慢慢消失。它逢低為零,然后再次加強,但是下一次的極性會掉轉,北極變成南極,南極變北極(注:太陽本身不會隨著磁場的方向改變而掉轉方向)。
在任何時候,太陽的磁場是極為復雜的,但當達到磁場的磁性頂峰時它會非常強勁,表面會變得很活躍,就像一張漲滿的彈簧床一樣,并儲存了大量的能源,一觸即發,釋放大量能量。這時會有太陽耀斑,也就是太陽表面的物質發生爆炸,或發生日冕物質拋射,噴發大量物質。
太陽活動會影響地球衛星,它們產生大量電流會干擾構成衛星的材料,還會吹熄電路。大多數衛星能夠承受輕微沖擊,但不少衛星在太陽劇烈活動時不幸消失了。
我們地球表面也會受太陽活動的影響。地球的磁場使地球表面產生巨大的電流。這些地磁感應電流,會導致額外的電流進入電網,造成大面積的停電。
這并不是憑空猜測,而是有事實依據的。在1989年3月,正是這樣一種太陽活動,導致魁北克社區停電,造成數百萬美元的損失。上面圖片顯示,在1989年的太陽爆炸中,變壓器完全被毀壞。
現在的問題是北美網正在開展如此多的電流,它幾乎是滿載,就像一個裝滿水的管道。太陽快要達到下一個磁場頂峰了。上一次,在2003年,發生了一次創紀錄的斷路器與巨大的耀斑和日冕物質拋射。它會不會再次發生呢?

我們解決了有關太陽的一個問題,又會出現另一個問題嗎?
我們解決了有關太陽的一個問題,又會出現另一個問題嗎?
上世紀30年代,漢斯-貝德曾提出恒星利用核聚變產生能量的觀點。20世紀50年代,一份令人難以置信的研究報告詳細描述了在恒星的核心發生的核反應,我在很久以前把它當成重大發現來讀,報告寫得太酷了)。
物理學家作出了預測:太陽應該釋放中微子,亞原子粒子。第一次檢測到太陽中微子是在20世紀60年代,非常酷。但是有一個問題:只有1/3的預測中微子被發現了。
這不是小事情。本身的性質是什么?我們所理解的量子力學和粒子物理學的本質是什么?這一發現使我們質疑!中微子失蹤問題,顧名思義,它在當時被認為是最重大的天文學之謎。當然,有很多狂想家表示,他們已經有解決失蹤中微子問題的方法,因為有外星人或愛因斯坦的靈魂告訴他們了。
不過最后問題得到解決。通過真正的科學方法。探測器天文學家在尋找中微子時只觀測到一種中微子,也就是太陽釋放的的那種。其實有三種,因此在某種程度上,中微子在飛離太陽后,可能會改變它們的形態,所以科學家只看到預測數的1/3( 2/3改變成了我們不能檢測到的形態)。但是,加拿大薩德伯里中微子觀測站觀測到了三種中微子形態。結果觀測到的中微子數量與原來預測的一樣。
但是,仍然還有一個問題:中微子可以改變其形態的唯一途徑是可能它們有質量。但粒子物理學家說,他們不應該有任何質量,或更正確點說,這種說法是不完整的。太陽中還有很多其他的粒子,但中微子仍然是一個謎;它們仍然很難探測和研究。將來我們會了解更多,但現在令我們高興的是,我們對太陽的正確了解已經很多,且對它的了解在一步步深入。

盯著太陽看會讓人失明嗎?
盯著太陽看會讓人失明嗎?
你也許聽說盯著太陽看會讓人失明。事實不完全是這樣。必須搞清楚,從來沒有人因為看太陽導致永久失明,但你盯著太陽看,確實會傷眼睛,通常傷害不會太嚴重。
通常情況下,發生日食時看太陽會損傷眼睛。日食本身不會傷害你,但是傷害發生在日蝕的一瞬間。當太陽被遮住,您的瞳孔擴張,讓更多的光線進入,所以,當太陽第一條光線射向你的眼睛,你的眼睛因充滿光無法適應,這可能會導致受損的視網膜病變。它實際上不是熱損傷,而是光化學。如潮水般涌來的紫外線實際上會改變你的眼睛細胞的化學物質,然后破壞它們。
一般情況下,損害是輕微的,可以治愈,但有時小傷害的影響也比較長久,換句話說,你仍然不應該盯著太陽看。通常兒童這樣盯著看,受到的傷害會較大,因為他們的眼睛透鏡會吸收更多的藍光,眼睛如果能篩選出黃光是最好的,因為可自然過濾掉紫外線。
所以你不會因為眼著太陽看而失明。順便說一句,用太陽鏡看太陽實際上會更糟糕,因為太陽鏡會阻止可見光,您的瞳孔也會擴張,受到太陽光的灼傷。

肉眼能在60光年之外的距離看到太陽嗎?
肉眼能在60光年之外的距離看到太陽嗎?
我們之前提出過太陽的重量遠遠高于恒星的平均重量這個觀點,太陽質量很大,體積也很大,我們離太陽多遠才看不到它呢?對于一個正常的人來說,可以看到的最暗恒星的光度必須達到6 。
當然,物體越遠,它的亮度會越暗。事實證明,太陽在距離約60光年遠處消失無蹤。現在,600兆公里或360兆英里,以人類的標準來說這是一個很長的距離。但是從銀河系標準來看卻不算什么;銀河系跨越100000光年即100百萬的三次方千米。這樣的例子還有許多,在那樣的環境下,60光年小于我們常說的50像素。銀河系是非常巨大的。
當您外出時,晚上看到的星星,幾乎所有你看到的星星都是在距離我們100光年的,還有極少數非常耀眼的星星可能離我們更遠。如果你將太陽從太陽系中拿走然后將它擺放在我們這個銀河系隨便一個位置,我們的肉眼看不到太陽的機率將大于99.99999 %。
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