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星云億夢

星云億夢

吞滅超新星 著

  • 科幻

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  • 2021-10-07上架
  • 5449

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星云億夢 吞滅超新星 3041 2021-10-06 22:12:51

  什么叫太陽涅槃事件,?+﹢+

  有關(guān)于這個(gè)問題的答案,,若想要把它說清楚,、講明白,,其實(shí)很復(fù)雜……

  哪怕只是簡單的說明一下答案也很復(fù)雜,。

  首先,,眾所周知,,太陽是一顆恒星,,也是一顆在“赫羅圖”上位于主星序帶上的主序星(矮星),,而按照MK分類系統(tǒng)(摩根-基南系統(tǒng)),,太陽的光譜型為G2V,。

  另外,太陽是太陽系的中心天體,,它質(zhì)量很大,,約為1.9891×10^30kg,占有太陽系總物質(zhì)質(zhì)量的99.86%,。

  而從化學(xué)組成來看,,太陽總質(zhì)量的大約71.4%都是氫,剩下的幾乎全是氦,,至于其它的所有“重元素”加起來不到2%,。

  這和宇宙總質(zhì)能的大約4.9%,即總的普通物質(zhì)的化學(xué)組成差不多相同,。

  其次,,說起太陽,不得不提到的是,,對于地球上的絕大多數(shù)生物來說,,它毫無疑問是宇宙中第二重要的天體。

  之所以這么說,,主要是因?yàn)?,在太陽?nèi)部的核反應(yīng)區(qū)中,正在發(fā)生將氫融合成氦的核聚變反應(yīng),。

  具體的說,,其中一種是名為質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)(pp鏈反應(yīng))的將氫融合成氦的核聚變反應(yīng),除此以外,,還有一種主要的將氫融合成氦的核聚變反應(yīng)叫碳氮氧循環(huán)反應(yīng)(CNO循環(huán)反應(yīng)),。

  不過,在太陽內(nèi)部,,PP鏈反應(yīng)在總的將氫融合成氦的核聚變反應(yīng)中占主導(dǎo)地位,,至少有90%以上的新的氦3、氦4都經(jīng)由PP鏈反應(yīng)生成,,只有極少的新的氦4是經(jīng)由CNO循環(huán)反應(yīng)生成。

  而詳解PP鏈反應(yīng)和CNO循環(huán)反應(yīng)的主要反應(yīng)過程,。

  首先是PP鏈反應(yīng),,已知它有三個(gè)主要的分支,為PP-1分支,、PP-2分支和PP-3分支,,或叫PP-1鏈反應(yīng)、PP-2鏈反應(yīng)以及PP-3鏈反應(yīng),,其中PP-1鏈反應(yīng)的主要反應(yīng)過程為:

  1H++1H→2H+Ve+e﹢+γ,,式1,;

  e-+e+→2γ,式2,;

  2H+1H→3He+γ,,式3。

  3He+3He→4He+1H+1H+12.86MeV,,式4,。

  在反應(yīng)式1、2,、3,、4中,1H代表氫原子核,,也代表一個(gè)質(zhì)子,,更代表氫的主要穩(wěn)定同位素——氕(H);

  2H代表氫的另一種穩(wěn)定形態(tài)同位素——1氘(D),;

  Ve代表中微子,;

  e+代表正電子;

  e-代表電子,;

  γ代表光子(伽瑪射線),;

  3He代表氦的一種穩(wěn)定同位素——氦-3(氦3);

  4He代表氦的主要穩(wěn)定同位素——氦-4(氦4),。

  而PP-1鏈反應(yīng)總的結(jié)果為:

  1H+1H+1H+1H→4He+26.20MeV,,式5。

  中間生成物有1H×2,、2H,、3He、e+,、γ和Ve,。

  其中Ve攜帶走0.53MeV的能量,這一數(shù)值是這樣計(jì)算出來的:已知每個(gè)氫核(1H)的靜質(zhì)量為1.007825u(u同amu,,代表原子單位質(zhì)量,,1u=931.5MeV),至于一個(gè)氦核(4He)的靜質(zhì)量則為4.002603u,,因此氫核發(fā)生核聚變的靜質(zhì)量損失為:

  △m=(4×1.007825-4.002603)u=0.02870u=26.73MeV,,式6;

  26.73MeV-26.20MeV=0.53MeV,,式7,。

  26.20MeV代表光子輻射的能量。

  而值得一提的是,,PP-1鏈反應(yīng)主要發(fā)生在質(zhì)量M<2M⊙,,且核心溫度Tc介于700萬K至1400萬K這個(gè)區(qū)間的恒星內(nèi)部,。

  另外,如果一顆恒星的質(zhì)量遠(yuǎn)低于0.5M⊙,,且內(nèi)部溫度遠(yuǎn)低于1000萬K,,則基本上不會(huì)存在完整的PP-1鏈反應(yīng)。

  再說到PP-2鏈反應(yīng),。

  PP-2鏈反應(yīng)主要發(fā)生在質(zhì)量M≤2M⊙,,且核心溫度Tc介于1400萬K至2300萬K這個(gè)區(qū)間的恒星內(nèi)部。

  其主要反應(yīng)過程的前三個(gè)步驟和PP-1分支的前三個(gè)步驟相同,,而后面的主要反應(yīng)過程為:

  3He+4He→7Be+γ,,式8;

  7Be+e-→7Li+Ve,,式9,;

  7Li+1H→4He+4He,式10,。

  PP-2鏈反應(yīng)總的結(jié)果為:

  4×1H→4He+25.67MeV,,式11。

  注:在PP-2鏈反應(yīng)的第四步,,即公式8中,,與氦3發(fā)生反應(yīng)的氦4不是經(jīng)由PP-1鏈反應(yīng)生成的新的氦4,而是早已存在的氦4,,稱之為老氦4,。

  而在宇宙中的第一顆恒星都還沒有誕生之際,宇宙中就已經(jīng)存在壽命高達(dá)上億年堪稱非常古老且數(shù)量極多的氦3以及氦4了,。

  至于它們的來歷,,則是源自于“太初核合成”。

  太初核合成有時(shí)也叫原初核合成,。

  最后是PP-3分支,,它主要發(fā)生在質(zhì)量M≤2M⊙,且核心溫度Tc>2300萬K這個(gè)區(qū)間的恒星內(nèi)部,。

  主要反應(yīng)過程為:

  式1,、式2、式3,、式8,;

  7Be+1H→8B+γ,式12,;

  8B→8Be+Ve+e+,,式13,;

  8Be←→4He+4He,,式14,。

  而PP-3鏈反應(yīng)總的結(jié)果為:

  4×1H→4He+19.23MeV,式15,。

  在太陽內(nèi)部有可能存在極其罕見的PP-4鏈反應(yīng),,假如存在,則主要反應(yīng)過程為:

  3He+1H→4He+Ve+e+,,式16,。

  因?yàn)樘柌皇怯钪嬷械牡谝淮阈牵液诵臏囟瘸^1400萬K,,所以才有第二種能在內(nèi)部核心區(qū)域?qū)淙诤铣珊さ暮司圩兎磻?yīng)——碳氮氧循環(huán)反應(yīng),。

  而所謂碳氮氧循環(huán)反應(yīng),它其實(shí)主要是發(fā)生在質(zhì)量M≥2M⊙,,且核心溫度Tc≥1400萬K這個(gè)區(qū)間的恒星內(nèi)部,。

  也就是說,假如一顆恒星的質(zhì)量是太陽的兩倍或者更大,,那么在它內(nèi)部的核反應(yīng)區(qū)中,,碳氮氧循環(huán)反應(yīng)就將在總的將氫融合成氦的核聚變反應(yīng)中占主導(dǎo)地位,同時(shí)在核反應(yīng)區(qū)中,,絕大部分的新的氦4也將由碳氮氧循環(huán)反應(yīng)生成,。

  至于詳細(xì)的說到碳氮氧循環(huán)反應(yīng),它的主要反應(yīng)過程為:

  12C+1H→13N+γ+1.95MeV,,式17,;

  13C→13C+e++Ve+2.22MeV,式18,;

  13C+1H→14N+γ+7.54MeV,,式19;

  14N+1H→15O+γ+7.35MeV,,式20,;

  15O→15N+e++Ve+2.75MeV,式21,;

  當(dāng)碳氮氧循環(huán)反應(yīng)進(jìn)行到這一步以后,,它將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)主要的分支,為延續(xù)之前五步反應(yīng)的CNO-1循環(huán)反應(yīng)和CNO-2循環(huán)反應(yīng),。

  其中CNO-1循環(huán)反應(yīng)為:

  15N+1H→12C+4He+4.96MeV,,式22。

  CNO-1循環(huán)反應(yīng)總的結(jié)果為:

  4×1H→4He+25.01MeV,,式23,。

  至于CNO-2循環(huán)反應(yīng)則為:

  15N+1H→16O+γ+12.13MeV,式24,;

  16O+1H→17F+γ+0.60MeV,,式25,;

  17F→17O+Ve+e++2.76MeV,式26,;

  17O+1H→14N+4He+1.19MeV,,式27。

  CNO-2循環(huán)反應(yīng)總的結(jié)果為:

  4×1H→4He+24.80MeV,,式28,。

  在以CNO-1分支為主的碳氮氧循環(huán)反應(yīng)中,碳,、氮,、氧只是反應(yīng)的催化劑或者中間生成物,它們的總量在經(jīng)歷一次反應(yīng)循環(huán)后是保持不變的,。

  ……

  太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)傳遞,、釋放出的輻射能,不僅維系著太陽自身內(nèi)部的穩(wěn)定,,即與自身內(nèi)部那巨大的引力相抗衡,,同時(shí)也讓地球上得以出現(xiàn)姿態(tài)萬千的生命現(xiàn)象,亦孕育出璀璨且偉大的人類文明,。

  基于此,,故導(dǎo)致在人類文明的歷史上,太陽一直都是許多人頂禮膜拜的對象,,并且經(jīng)常與神話傳說或者神話故事扯上關(guān)系,。

  其中最簡單且最直接的例子——

  太陽神。

  而在中國古代神話故事中,,太陽神一共有好幾位,,比如帝俊、羲和,、太陽星君等等,。

  至于在古希臘神話中,太陽神則是赫利俄斯,。

  除此以外,,在印度神話、古埃及神話以及西亞神話等許多神話傳說,、故事中,,也都有太陽神。

  當(dāng)然神話歸神話,,在現(xiàn)實(shí)中,,太陽毫無疑問就是太陽系內(nèi)至高無上的神。

  其次,依照公式:πr^2/4πR^2,,再代入地球半徑r≈6371km,,日地距離R≈1.496×10^8km,然后計(jì)算得出結(jié)果約為:4.53E-10,。

  這數(shù)字表明:太陽輻射所傳遞的能量,即太陽輻射能,,不管是每時(shí)每分每秒還是上億年之久的漫長時(shí)光,,總之,只有大約22億分之一被地球接收,。

  但就是這22億分之一的太陽輻射能,,對太陽這個(gè)“偉大的無私奉獻(xiàn)者”來說是微不足道的,卻成為了地球上光和熱的主要來源,,同時(shí)也“創(chuàng)造”了地球上數(shù)百億,、千億乃至上萬億的生命,且維系其生存,、繁衍,、發(fā)展以及壯大。

  ……

  太陽孕育了地球上超過一百萬種生物,。

  當(dāng)然有很多物種在如今的地球上已經(jīng)銷聲匿跡,,再也找不到了。

  雖然如此,,但迄今為止尚未滅絕的物種也還是有很多,。

  其中就包括人類。

  人類作為地球上現(xiàn)在的霸主,,正在盡情的展現(xiàn)生命的美麗,、偉大、神奇,、頑強(qiáng),、堅(jiān)韌以及奇跡……

  而說到底,人其實(shí)相對于星辰大海來說是極為渺小的,。

  不僅如此,,承載靈魂的軀體、賴以生存的地球,、無私奉獻(xiàn)的太陽,、浩瀚神秘的宇宙,這四者對于現(xiàn)如今的人類文明來說,,也都還存在著太多太多的未知,。

  但因?yàn)槿似鋵?shí)是一種很喜歡追根溯源的動(dòng)物。

  更熱衷于追尋真理。

  所以不論是距今2000年以前,,亦或者是現(xiàn)在,,人都總是在思考一些問題,無數(shù)人都在思考或曾經(jīng)思考過這些問題,。

  譬如我是怎么來的,?

  我們的祖先是怎么來的?

  地球上的生命是怎么來的,?

  地球上的水是怎么來的,?

  地球是怎么來的?

  太陽是怎么來的,?

  宇宙是怎么來的,?

  ……

  總之對于人類文明來說,不論是過去還是現(xiàn)在,,這個(gè)世界上都還存在著太多太多的疑問和好奇,。

  ……

  而在千年以前,那時(shí)候的人類文明相較于現(xiàn)在而言,,不僅人口數(shù)量少,,而且科技實(shí)力也不強(qiáng)……

  不過,睿智且善于思考的先祖卻還是對“宇宙萬物”的誕生和出現(xiàn)以及演化等有著自己的見解和推測,、猜想……

  其中流傳下來的,,同時(shí)最為中國當(dāng)代小學(xué)生所知曉的就有兩個(gè)神話故事——

  盤古開天和女媧造人。

  因?yàn)樵诋?dāng)代的中國,,基本上所有人都念過小學(xué),,而在小學(xué)的語文課本中剛好就有盤古開天以及女媧造人這兩個(gè)神話故事,所以,,盤古和女媧在當(dāng)代的中國也稱得上是廣為流傳且家喻戶曉的神話人物,。

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