太陽的能量是從哪裡來的？

【導讀】根據在地殼最古老的沉積層中所發現的有機生命痕迹，也可看出太陽自很久以來就以不變的光度進行輻射。太陽長時期以來就這樣強烈地輻射著，才使地球上有生命存在。在南非的特蘭斯瓦爾，人們在翁弗瓦赫特地層的硅化岩中發現了和今天的藍藻有相同複雜結構的，相當進化的單細胞組織。這證明了早在35億年以前地球上就有生命存在，那時的太陽也必定具有和今天大致相同的光度。

太陽內不可能貯藏無限多的能量，因為它是一個有限的物體，由有限的質量所組成。我們可以測定它的質量，因為質量可以通過引力來顯示。地球和眾行星圍繞著太陽運動，由於受太陽質量的引力作用而被約束在一定的軌道上。根據每一瞬時離心力和引力相等的原理，可以算出太陽引力的強度，進而計算出太陽的質量。若以噸為單位來計算太陽的質量，就需要一個28位的數字。維持我們生命的太陽輻射功率就是來自這些太陽質量。計算表明，每克太陽物質在1年內必須輻射出大約6焦耳的能量。乍看上去它似乎不算太大，因為人體每克物質所發出的熱量還比這個數字要大1000倍以上。但不同的是，人們為了補償這個能量損失，必須每天吃東西，而太陽幾十億年以來卻是靠自身來維持輻射。

太陽在長時期內以很大功率輻射出去的能量是從哪裡來的？是不是主要來源於化學變化？我們研究一種最簡單的釋能化學過程——燃燒。如果太陽由煙煤組成，它的燃料只能補償5000年的輻射，然而太陽早在幾十億年以前就在向外輻射了。因此如果碳是太陽的燃料，那麼太陽爐早就熄滅了。所有其他化學過程，也和燃燒一樣產能都太少，不能作為太陽的能源。

上世紀末人們曾經進行過很多嘗試，以尋求太陽的能源。由於太陽內部的化學過程所產生的能量都太少，導致人們聯想太陽是否可能從外部吸熱。在我們太陽系內充滿了很多小的固態物體，它們運動於行星之間，被稱為流星。流星現象是我們所熟悉的。當一顆流星闖入地球大氣時，它被加熱燒毀，在天空中發出亮光。某些流星在大氣中不能完全燒盡，殘餘部分會落到地球上，這就是現在我們在博物館中看到的隕石。

太陽巨大的引力也必定能吸引很多在太陽系中運動的流星，它們將以很大的速度撞擊太陽，碰撞時它們的動能轉變為熱能，是否這樣產生的熱可以補償太陽的向外輻射？撞擊太陽的流星物質，每克可以提供大約1.9億焦耳的能量。為了補償太陽的輻射，每年必須有大約為百分之一地球質量的流星物質落到太陽上。太陽質量的增加可以通過太陽的引力變強而被覺察到。它能使地球繞太陽的運動發生變化，例如最近2000年地球軌道長軸要明顯縮短。但是根據古代關於日食和月食的記載，沒有發現太陽系運動狀態有能測量到的變化，因此「流星假說」是不成立的。太陽不是由撞擊它的流星所加熱。

假若太陽可以將自身的引力能釋放出來，這也是一種可能的能源。早在上個世紀，赫爾曼·馮·黑爾姆霍茨(Hermann vonHelmuholtz)一位多才多藝的物理學家和醫生，就已注意到這個可能性。如果太陽沒有某些能量的輸入，它將會隨著時間的推移收縮，它的半徑將會變小。每克太陽物質會緩慢地向太陽中心靠近，即以較大的減速度下落。正如流星物體下落一樣，這裡也釋放出能量。和流星假說不同，在這裡是太陽物質自身的「下落」，但保持太陽的質量以及它對地球的引力不變。這個過程只能維持大約1000萬年的太陽光度，僅僅是太陽已輻射幾十億年的百分之一。

結論：太陽自身的引力能釋放，不能補償太陽的輻射。

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《太陽和恆星里的核能》

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