太阳温度或体积的缓慢变化

太阳寿命可以达到上百亿年,太阳现在已经五十亿年了。太阳中心区域温度在1500万摄氏度以上,进行了适度的核聚变。氢元素聚合成氦元素,过程中放出巨大的能量,维持着太阳的光热。

按照热力学平衡原理,质量数为1的氢元素聚合成质量数为4的氦元素,意味着参与热力学碰撞的粒子的减少。同样的温度下,意味着体积的下降,物质密度的增加,这是在太阳质量不变的情况下的结论。

同样的温度,同样的质量,但是密度增大,体积缩小了,这会促使太阳物质的万有引力作用加强,也就是太阳物质的重力变大。毕竟,太阳物质平均距离拉近了,引力效果增强。

太阳物质重力加大的结果是,压力或压强增大,在同样的温度条件下,太阳等离子状态的高温高压物质会被引力压缩。引力压缩的结果是,太阳内部物质分布趋向稠密,中心区域趋向稠密更为明显。

物质分布趋向稠密的结果是,增大了氢元素之间碰撞的机会,加大了核聚变速度。意味着太阳内部的核聚变增强,单位时间可以放出更多热量。热量释放的增多,意味着太阳内部更高的温度。更高的温度,会带来更强的核聚变反应。总之,这是一个促进型的良性循环。即促进太阳内部温度升高,核聚变加强。

温度升高会促使物质膨胀,太阳体积变大,物质稠密程度下降,减弱核聚变反应。最终,太阳内部会处于一种动态平衡的状态。体积或温度变化不大,但应该也在向一个方向变化。应该是缓慢地向温度升高的方向变化。

氢元素向氦元素转变的过程中,粒子数量减少,体积压缩,物质趋向稠密,氢元素碰撞机会增多,核聚变增强,能量释放增强,温度升高,体积膨胀。结果是,体积略有减少,温度略有升高。也就是说,太阳在漫长的核聚变过程中,体积是逐渐缓慢缩小的,温度是逐渐缓慢升高的。

当然,实际上,太阳在漫长的核聚变过程中,还会捕获大量的外来物质,这是加大太阳质量或体积的客观因素。这个分量应该是不小的,甚至是主要的。结果是,漫长的太阳核聚变历程中,太阳温度在缓慢上升,体积在缓慢膨胀。这已经扣除太阳每秒400万吨太阳辐射的质量损耗了,以及每秒质量更大的太阳风等物质损耗。太阳的这些质量损耗应该没有太阳捕获的外来物质多。

太阳中心氦元素比例的增大,自然是不利于太阳中心氢元素核聚变反应的,这是减缓太阳内部核聚变反应的重要变化趋势。毕竟氢元素在碰撞中,与氦元素碰撞没有效果,浪费了碰撞机会,减少了氢元素之间的核聚变反应机会,减缓了核聚变。这是一个缓慢的过程,短时间内影响很小。

当氢元素质量占比从98%下降到20%的时候,在同等条件下,氢元素碰撞机会会下降一半,核聚变反应速度会跟着下降一半。可见,长期看,太阳氢元素聚合成氦元素带来的物质构成变化的影响是很明显的。

当氢元素质量占比从98%下降到20%的时候,在同等条件下,太阳体积会下降到之前的40%。虽然体积减少不少,但是太阳半径变化是很小的,表面积变化相对大一些。总之,在地球看来,太阳变化不算大。

太阳高度不断变化的情况(太阳温度或体积的缓慢变化)(1)

太阳高度不断变化的情况(太阳温度或体积的缓慢变化)(2)

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