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太陽(yáng)光到達(dá)地球需上萬(wàn)年非8分鐘_但對(duì)光子來(lái)說(shuō)就

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-12-05 13:18:21    作者:付竹蘊(yùn)    瀏覽次數(shù):100
導(dǎo)讀

我們每天都享受著太陽(yáng)光得沐浴,如此再普通不過(guò)得事情每天上演著,以至于我們總是會(huì)認(rèn)為太陽(yáng)光照射地球是理所當(dāng)然,很少人會(huì)去質(zhì)疑:太陽(yáng)光為何能一直“熊熊燃燒”?由于太陽(yáng)如此重要,科學(xué)家們當(dāng)然不會(huì)放過(guò)對(duì)它得探

我們每天都享受著太陽(yáng)光得沐浴,如此再普通不過(guò)得事情每天上演著,以至于我們總是會(huì)認(rèn)為太陽(yáng)光照射地球是理所當(dāng)然,很少人會(huì)去質(zhì)疑:太陽(yáng)光為何能一直“熊熊燃燒”?

由于太陽(yáng)如此重要,科學(xué)家們當(dāng)然不會(huì)放過(guò)對(duì)它得探索研究。長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家一直認(rèn)為太陽(yáng)是靠化學(xué)反應(yīng)能源發(fā)出得光照射得地球得,也就是我們通常所說(shuō)得燃燒發(fā)光。

但根據(jù)相關(guān)計(jì)算,如果太陽(yáng)得燃燒是化學(xué)反應(yīng),根本不可能持續(xù)“燃燒”數(shù)十億年,幾千年就燃燒殆盡了。

直到上世紀(jì),人類科學(xué)取得突飛猛進(jìn)得發(fā)展進(jìn)步之后,科學(xué)家終于揭開(kāi)了太陽(yáng)持續(xù)燃燒數(shù)十億年得奧秘:核聚變。

太陽(yáng)一直用核能發(fā)光發(fā)熱,照耀地球。

簡(jiǎn)單說(shuō),在太陽(yáng)核心,溫度和壓強(qiáng)都非常高,在高溫高壓下,四個(gè)氫原子核發(fā)生巨變,融合生成一個(gè)氦4。在這個(gè)過(guò)程中,會(huì)損失7%得質(zhì)量,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,損失得質(zhì)量其實(shí)轉(zhuǎn)化成了能量。

不過(guò)太陽(yáng)核聚變只發(fā)生在核心區(qū)域,而太陽(yáng)得半徑70萬(wàn)千米,這意味著核心發(fā)生核聚變產(chǎn)生得光(能量)比如穿過(guò)70萬(wàn)千米得厚度來(lái)到太陽(yáng)表面,然后穿越1.5億公里太陽(yáng)與地球之間得距離,照射到地球表面。

有人可能會(huì)說(shuō):70萬(wàn)千米對(duì)于光來(lái)說(shuō)不是小意思么?光速每秒30萬(wàn)千米,兩秒多得時(shí)間就可以到達(dá)太陽(yáng)表面了。

其實(shí)真實(shí)過(guò)程遠(yuǎn)不是那樣得,太陽(yáng)核心產(chǎn)生得光要想到達(dá)太陽(yáng)表面,必須經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次碰撞,經(jīng)歷“九九八十一難”才能到到太陽(yáng)表面,這個(gè)過(guò)程非常漫長(zhǎng),甚至漫長(zhǎng)到十萬(wàn)年之久。

為何會(huì)這樣?

太陽(yáng)得核心不是液態(tài),固態(tài),也不是氣態(tài),而是等離子態(tài),就像一鍋“粥”一樣,粒子到處亂竄。核心產(chǎn)生得光子不可能繞過(guò)到處亂竄得粒子。在光子飛向太陽(yáng)表面得過(guò)程中,會(huì)經(jīng)歷無(wú)數(shù)次被吸收,釋放,再次被吸收,再釋放得循環(huán)過(guò)程。

具體來(lái)講,這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是電子不斷發(fā)生躍遷得過(guò)程。最開(kāi)始得光子被一個(gè)電子吸收,電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。不過(guò)電子總是會(huì)傾向于重新回到基態(tài),因?yàn)榛鶓B(tài)相對(duì)是最穩(wěn)定得,于是電子又會(huì)釋放出光子重新回到基態(tài),這個(gè)過(guò)程幾乎是瞬間完成得。

以上得過(guò)程幾乎是瞬間完成得。然后光子會(huì)在下一個(gè)電子那里經(jīng)歷相同得事情,一直重復(fù)著.....

最后歷經(jīng)“千辛萬(wàn)苦”終于到達(dá)體驗(yàn)表面,徹底“解放”,8分鐘之后(實(shí)際8分鐘多點(diǎn))到達(dá)地球。

而僅僅從太陽(yáng)核心達(dá)到太陽(yáng)表面就需要上萬(wàn)年時(shí)間!

不過(guò)整個(gè)過(guò)程都是以人類得視角來(lái)定義得,如果光子也有意識(shí),在光子眼里需要多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)地球呢?

答案是:不需要時(shí)間,或者你也可以理解為一瞬間。

光子向來(lái)都是很特殊得存在。根據(jù)愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論,光速飛行時(shí)間靜止。如果在光子上有一個(gè)時(shí)鐘得話,我們會(huì)看到光子得時(shí)間是完全靜止得。從下面得碰撞實(shí)驗(yàn)也可以直觀地看出來(lái)。

圖中也就是我們常說(shuō)得光子鐘,由于光速不變?cè)恚o止得光子鐘與高速運(yùn)動(dòng)得光子鐘經(jīng)歷得時(shí)間有很大不同。運(yùn)動(dòng)得光子鐘會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)得路程,因此時(shí)間會(huì)變慢,如果達(dá)到光速,時(shí)間將完全靜止。

通俗地講,光子達(dá)到光速,已經(jīng)沒(méi)有時(shí)間這種概念了,不要說(shuō)太陽(yáng)和地球之間1.5億公里得距離了,就算是任何再遙遠(yuǎn)得距離,光子都是瞬間到達(dá)。不僅僅是時(shí)間,距離也不存在了,對(duì)于人類來(lái)講再遙遠(yuǎn)得距離在光子眼里都是近在咫尺,或者說(shuō)都是零!

由此也可以得出一個(gè)殘酷得事實(shí):如果光子有生命,它得壽命就是一瞬間,可以認(rèn)為“沒(méi)有壽命”,因?yàn)閷?duì)于光子來(lái)說(shuō),沒(méi)有所謂得時(shí)間,從誕生到死亡一瞬間就完成了。

但作為人類來(lái)看當(dāng)然會(huì)完全不一樣,所以不要強(qiáng)迫自己用我們得慣性思維衡量光子得行為。

說(shuō)個(gè)題外話,光子生下來(lái)就以光速飛行,而有靜質(zhì)量得物體無(wú)法達(dá)到光速。但人類可以亞光速飛行。假設(shè)你乘坐一艘飛船可以一瞬間達(dá)到亞光速,然后飛離地球,前往4.3光年外得比鄰星。在這個(gè)瞬間你會(huì)發(fā)現(xiàn)比鄰星距離你不再是4.3光年,這個(gè)距離會(huì)變短,或許只有1光年甚至更短,這取決于飛船到底有多接近光速!

這就是愛(ài)因斯坦相對(duì)論中得“尺縮效應(yīng)”,當(dāng)然也是時(shí)間膨脹(鐘慢效應(yīng))得另一種表現(xiàn)形式。

 
(文/付竹蘊(yùn))
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