太阳能量从何处来？

太阳炽热无比，这主要因为太阳每时每刻都在向外释放出巨大的能量。可以毫不夸大地说，地球上人类迄今为止利用的主要能量，直接或间接地都来自太阳。而在人类有史可查的漫长岁月中，太阳光和热都未见有丝毫的减弱，这既让人高兴，又令人费解：如此巨大而持久的能量是从哪里来的呢?

　　对此，古往今来的科学家们。众说纷纭。首先有“燃烧说”，这是一种最原始也是最朴素的猜测。该观点认为，太阳是通过燃烧内部物质而发出光和热的。有人设想太阳是一只巨大无比的“煤炉”，靠类似煤炭燃烧发出强光和辐射热量。然而，根据测量，太阳表面温度高达6000℃，很难解释由碳和氧发生化学反应生成二氧化碳的“燃烧”，能达到这样高的温度。同时，根据测到的数据，太阳每秒的辐射能量以功率单位瓦计算为3．9×10²⁶，用普通的燃烧难于维持这个大得惊人的天文数字。再者，如果太阳是靠这种化学能来维持的话，最多不过燃烧几千年，可是至今太阳已经存在了45亿年而不见衰退的迹象。由此可见，“燃烧说”不符合事实。

　　于是出现“流星说”。有人认为太阳周围有稠密的流星，它们以可观的宇宙速度撞击太阳，这样流星的动能便转变为太阳的热能。然而，果真如此的话，欲维持太阳发出那样巨大的能量，坠落在太阳表面上的流星之多，应该使太阳的质量在近2千年内有显著的增加，这就会影响九大行星的运动，但是从九大行星的运动情况来看，并没有什么显著的变化。况且按照牛顿的万有引力理论，流星不会漂浮在太阳的上空，不会大量落在太阳上，它们是以闭合的轨道绕太阳运行。

　　关于太阳能的来源，第一个可称得上“理论”的，是天文学家亥姆霍兹于1854年提出的太阳“收缩说”。他认为像太阳那样发出辐射的气团必定会因冷却而收缩。当气团分子在收缩中向太阳中心坠落时，势能转变动能，再转变为热能以维持太阳所发出的热量。但是计算同样表明，如此太阳的寿命不应超过5千万年，而太阳的实际年龄却是45亿岁。面对事实，连亥姆霍兹自己对“收缩说”也摇头了。

　　然后是“核燃烧说”。根据光谱分析，早已知道太阳中含有丰富的氢，还有少量的氦。可见，这两种元素一定与太阳能有密切的关系。1911年原子核发现后，人们开始猜测太阳能也是从原子核反应中释放出来的。已知几个核子(组成原子核的粒子)通过核反应结合在一起就会放出能量。例如4个氢通过核反应结合成1个氦，便能放出20兆电子伏特以上的能量。按照著名的爱因斯坦质能关系式“E=mc²”，4个氢核质量约相当于4000兆电子伏特的能量，核燃烧后的“质量亏损率”为△m／m=20／4000=5×10^-3。而从太阳的辐射功率，同样可由质能关系估计出太阳每秒减少的质量为4×10⁶吨，这与太阳总质量2×10²⁷吨之比为2×10^-21，这就是太阳的“质量亏损率”。两者一比较，便得出太阳寿命估计为几百亿年。于是人们恍然大悟，原来氢就是太阳中的燃料，氦则是它燃烧后的余烬，太阳能来自氢的聚变反应。从太阳光的光谱分析，也证实太阳里确实存在氢气和氮气。

　　人类对太阳能来源的认识在步步深化，然而，疑团却远未解开。氢弹爆炸是瞬息之间发生的，反应是在顷刻之间完成的，人们至今无法控制聚变反应，使之像裂变反应那样持续进行。要是太阳在进行“氢弹爆炸”，为什么不是所有的氢气一起参加反应?要是所有的氢一起参加反应，反应一次完成，反应之后理应逐渐冷却，但是，研究证明，数百万年来，太阳光的强度没有丝毫减弱。如果太阳是在进行大规模的有控制的热核反应，那么什么条件使得太阳中的氢能局部地持续地参与聚变反应?有控热核反应正是人们追求的目标，但是至今没有做到。由此看来，太阳能的来源问题，仍是科学家们努力探索的一个谜题。

　　

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　　太阳能量知多少

　　太阳的结构从里向外主要分为：中心为热核反应区，核心之外是辐射层，辐射层外为对流层，对流层之外是太阳大气层。从核物理学理论推知，太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1／4，约为整个太阳质量的一半以上，这表明太阳中心区的物质密度非常高。太阳在自身强大重力吸引下，太阳中心区处于高密度、高温和高压状态，是太阳巨大能量的发祥地。地球上除原子能和火山、地震以外，太阳能是一切能量的总源泉。那么，整个地球接收的太阳能量有多少呢?科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器，在每平方厘米的面积上，每分钟接收的太阳总辐射能量为8．24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积，这就得到太阳在每分钟发出的总能量，这个能量约为每分钟2．273×1028焦。而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽，用之不竭，又无污染，是最理想的能源。

　　

　　[责任编辑]　蒲晖