解读恒星的巨大能量来源,不久的将来人造恒星或将成为可能!
如果你仰望夜空,注视闪烁的星星,你会觉得那个小小的亮点就像是圣诞树上的彩灯,而事实上那里正释放着巨大的能量,那里是点亮恒星的核聚变。
科学家们想着有一天能在地球上人造恒星,如果想要这样做,所使用的仪器要能承受极高能量,需要一个回旋加速器,一个能承受一亿度高温的巨大环形结构,在它内部,超乎想象的极强磁场束缚着氢燃料!
所需条件如此极端,每一次造星实验都令人紧张关注。欧洲联合环形加速器通过启动磁铁,让电流通过环路。首先要把构成物质的最小微粒原子进行分解,然后让它们高速撞击,发生聚变产生星光,那就是在我们地球上形成的一颗小恒星。
虽然只持续了很短的时间,但科学家们成功地复制了宇宙中最大物体的内部反应,恒星的形成反应。科学家们之所以能这样做,是因为他们了解最小物质单元原子的结构特征。在每个氢原子中心有一个质子,在质子周围是电子,沿某种轨道环绕质子运动,在足够的热量与压力作用下,绕转的电子会被从中心质子旁剥离,足够多原子被剥离电子,就创造了一团等离子体,分离的粒子形成的一锅汤,如果能符合一些极端条件,不可思议的事情将会发生,一个链式反应开始了。
质子们四处乱窜,由于它们带正电荷,它们互相排斥,彼此保持距离,多数时候它们只会擦肩而过。但当能量足够高时,它们会狠狠撞向对方,某些时候就可以合为一体,那便是聚变反应。当四个氢质子最终发生聚变,它们创造出一个新元素,氢元素变成了氦元素,同时释放出巨大的能量。
这正是恒星诞生之初的情形,一切都归结于质量,以及物理学中最著名的公式。不知何故反应中损失了部分质量,新造的氦核的质量比用于创造它的四个氢原子小,任何知道物理公式的人都明白能量与质量能用爱因斯坦最著名的公式联系在一起,质能方程,能量等于质量乘上光速的平方,因此丢失的质量变成了能量。但由于光速的平方是一个很大的数,一点点质量便能创造出巨额的能量。太阳每天只需要燃烧它九牛一毛的质量就能产生数以百万瓦特计的能量。