目前大家應(yīng)該是對(duì)太陽(yáng)的表面溫度（表面溫度5500度）比較感興趣的，所以今天好房網(wǎng)小編CC就來(lái)為大家整理了一些關(guān)于太陽(yáng)的表面溫度（表面溫度5500度）方面的相關(guān)知識(shí)來(lái)分享給大家，希望大家會(huì)喜歡哦。

太陽(yáng)的表面溫度（表面溫度5500度）

都說(shuō)“驕陽(yáng)似火”，不論是古代還是現(xiàn)代，幾乎所有歷史時(shí)期的各個(gè)文明都知道太陽(yáng)是非常熱的，但到底有多熱呢？

古人給不出答案，直到19世紀(jì)末，才由物理學(xué)家測(cè)出來(lái)，太陽(yáng)表面溫度在5500攝氏度左右；至于1500萬(wàn)攝氏度的太陽(yáng)核心，那則是20世紀(jì)后半葉測(cè)出來(lái)的事了。

在介紹太陽(yáng)溫度前，我們有必要先了解一下太陽(yáng)是如何“燃燒”的，畢竟這直接關(guān)聯(lián)到核心溫度和表面溫度。

一顆大煤球→核聚變

由于時(shí)代的局限性，在科學(xué)剛起步的那些年，科學(xué)家們?yōu)榱私忉屘?yáng)如何燃燒這件事情上，提出過(guò)很多假設(shè)，其中有些在我們現(xiàn)在看來(lái)，顯得非常奇怪，就比如最出名的一個(gè)——“煤球燃燒說(shuō)”。

當(dāng)時(shí)有一撥科學(xué)家們認(rèn)為太陽(yáng)其實(shí)就是一塊超級(jí)無(wú)敵大的煤球，地球上的光和熱都是這個(gè)大煤球提供的，不過(guò)這個(gè)假說(shuō)很快遭到了否定。

最主要的漏洞在于：即便體積和太陽(yáng)相當(dāng)?shù)拿呵?，它的燃燒時(shí)間撐死也就兩千年，但根據(jù)當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)系形成假說(shuō)，地球與太陽(yáng)是同時(shí)形成的，而預(yù)估地球的壽命是在千萬(wàn)年以上的，因而太陽(yáng)絕不可能是煤球。

太陽(yáng)系形成假說(shuō)

之后又提出了挺多五花八門(mén)的假說(shuō)，這里就不再贅述。

直接來(lái)看在上世紀(jì)20年代由英國(guó)的科學(xué)家愛(ài)丁頓提出的“核聚變假說(shuō)”

亞瑟.愛(ài)丁頓

因?yàn)楫?dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了存在原子核嬗變現(xiàn)象，并且愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也已出現(xiàn)，考慮到在質(zhì)能方程的“幫助”下，太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變應(yīng)當(dāng)是可以運(yùn)行數(shù)十億年之久的，問(wèn)題不大。

而我們現(xiàn)在知道，太陽(yáng)“燃燒”的真正原因就是核聚變。知道了能量產(chǎn)生原理，那溫度又該怎么測(cè)呢？

巨型“測(cè)溫槍”測(cè)太陽(yáng)表面溫度

如何測(cè)溫？考慮到日常生活，想必大家的第一反應(yīng)就是溫度計(jì)，比如生病發(fā)燒時(shí)，我們會(huì)用水銀溫度計(jì)去測(cè)量胳肢窩下的體溫。

然而這樣的方式是不可能用在太陽(yáng)身上的，且不說(shuō)它沒(méi)有胳肢窩，即便是有的話(huà)，那我們也沒(méi)那么容易就能送上去，畢竟日地平均距離足足有5億公里，而當(dāng)時(shí)那個(gè)年代，別提什么火箭航天了（即便是今天，也是一項(xiàng)頗具難度的工程）。

有些朋友要反駁了，什么年代了呀！還水銀溫度計(jì)，測(cè)溫槍見(jiàn)過(guò)沒(méi)，根本不需要接觸皮膚就能知道溫度。

沒(méi)錯(cuò)，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家們還真是用了一個(gè)巨型“測(cè)溫槍”給出了太陽(yáng)的溫度，不過(guò)這里的測(cè)溫槍并不是我們常見(jiàn)的那種手持式的測(cè)溫裝置，而是地球本身，是的，你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)。

在理解這一點(diǎn)之前，你還需要知道一個(gè)非常著名的物理定律，叫做斯特藩-玻爾茲曼定律（1879年和1884年先后提出），這是兩個(gè)人名合成的定律名稱(chēng)。

簡(jiǎn)單來(lái)講它給出了能量與溫度的關(guān)系（物體發(fā)出的能量與其自身溫度的四次方成正比）。因而想知道太陽(yáng)的溫度，就變成了如何測(cè)量太陽(yáng)每時(shí)每刻發(fā)出的能量是多久即可。

那么該如何測(cè)量呢？理論上不難，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，由于我們都生活在地球，因而測(cè)量的基礎(chǔ)是建立在地球上的，因此地球這個(gè)“測(cè)溫槍”距離太陽(yáng)的距離就是5億公里，而這個(gè)測(cè)溫槍的“熱電轉(zhuǎn)換元件”可以是一盆水，可以讓太陽(yáng)直射它一會(huì)兒，記錄下前后溫度，得到溫差，再借由質(zhì)量、比熱容等已知的物理?xiàng)l件算出這盆水在單位時(shí)間內(nèi)吸收了多少熱量。

最后再乘上一個(gè)以5億公里為半徑的球面面積，就能得到太陽(yáng)每秒輻射的總能量。之后將總能量平均分配到太陽(yáng)表面，最后再代入斯特藩-玻爾茲曼定律，就能得到太陽(yáng)的表面溫度，數(shù)值大約為5800開(kāi)爾文，也就是5500攝氏度左右。

艱難算出太陽(yáng)核心溫度

相比于太陽(yáng)表面溫度的測(cè)量，核心溫度就比較困難了，因?yàn)楹诵臏囟仁锹癫卦谔?yáng)中心區(qū)域的，里面的發(fā)射的電磁波深不可見(jiàn)（因?yàn)樘?yáng)的結(jié)構(gòu)并不單純，核心區(qū)產(chǎn)能后要經(jīng)歷輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)，之后才到光球?qū)樱庾釉诮?jīng)歷這段路程中需要經(jīng)過(guò)數(shù)不清的碰撞吸收再釋放的過(guò)程，整個(gè)耗時(shí)需要上萬(wàn)年甚至數(shù)十萬(wàn)年）。

因此我們也不可能想當(dāng)然地還利用斯特藩-玻爾茲曼定律，比如說(shuō)我已經(jīng)知道了太陽(yáng)每秒向太空散發(fā)的總能量，現(xiàn)在只要將其平均分分配到核心區(qū)的表面上，不就能算出溫度了嗎？實(shí)際上算下來(lái)，溫度才一萬(wàn)出頭，距離核聚變的門(mén)檻還早呢。

所以當(dāng)時(shí)愛(ài)丁頓提出核聚變假說(shuō)時(shí)，也在太陽(yáng)的核心溫度是多少上犯了難，而且這還不是一般的難，如果只是用理想氣體以及流體靜力學(xué)平衡模型，再附加一些假設(shè)性的內(nèi)部元素比例，算下來(lái)的溫度是不穩(wěn)定的，大約在兩千萬(wàn)到四千萬(wàn)攝氏度之間。

之所以會(huì)這樣，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的核物理研究還處于萌芽階段，因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部屬于氫核聚變，因此在微觀(guān)尺度上的強(qiáng)弱相互作用以及量子力學(xué)效應(yīng)都需要考慮，至于這些過(guò)程的細(xì)節(jié)，不適合詳細(xì)講解，因此就只提一下一個(gè)重要的環(huán)節(jié)——“量子隧穿效應(yīng)”。

因?yàn)檫@個(gè)效應(yīng)非常重要且非常有意思，我們知道當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子相互靠近時(shí)，由于同性相斥，所以會(huì)遇到一股強(qiáng)大的電磁排斥力，而核聚變就是要克服這股斥力，因而需要高溫高壓狀態(tài)。

但是由于隧穿效應(yīng)的存在，使得這個(gè)過(guò)程的難度下降了不少，打個(gè)比方，按照經(jīng)典理論，比如兩個(gè)質(zhì)子的距離要小于1，才能使得強(qiáng)力大于電磁力，進(jìn)而聚變，而考慮量子隧穿，那么這個(gè)距離可以適當(dāng)放寬些，比如1就可以了。

（剛才的例子只是通俗的講法，不算嚴(yán)謹(jǐn)，但量子隧穿效應(yīng)確實(shí)存在，比如下面的動(dòng)圖是用掃描隧道電子顯微鏡移動(dòng)分子制作的，而這種顯微鏡的原理就是量子隧穿效應(yīng)）

因此最后人們通過(guò)計(jì)算，將太陽(yáng)的核心溫度修正為1500萬(wàn)攝氏度左右。

如何測(cè)得太陽(yáng)核心溫度

可事情到這還不算結(jié)束，1500萬(wàn)攝氏度畢竟只是算出來(lái)的，我們應(yīng)當(dāng)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證才行啊。

而這件事就落到了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)上，一個(gè)是中微子捕捉，一個(gè)是日震學(xué)觀(guān)測(cè)。

不得不再提一下，之所以一個(gè)是捕捉、一個(gè)是觀(guān)測(cè)，那還是因?yàn)樘?yáng)距離地球太遠(yuǎn)，表面溫度又太高，地球上還沒(méi)有任何一種物體能夠深入太陽(yáng)內(nèi)部而不熔化，所以只剩下兩個(gè)手段，一個(gè)是常見(jiàn)的觀(guān)測(cè)，一個(gè)就是捕捉太陽(yáng)核心產(chǎn)生的中微子。

下面就極為簡(jiǎn)單的說(shuō)一下這二者的原理：

首先是中微子，因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部中微子的產(chǎn)生速率對(duì)核心溫度非常敏感，因而我們依據(jù)在地球上捕捉到不同能量中微子的通量就能確定核心溫度是多少。

其次是日震學(xué)手段，所謂日震學(xué)，通俗但不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刂v，就是觀(guān)測(cè)太陽(yáng)上的震動(dòng)，所以叫日震（類(lèi)比于地球上的震動(dòng)，叫地震）。而我們知道，通過(guò)地震可以研究地球內(nèi)部構(gòu)造，那么日震也是如此，太陽(yáng)內(nèi)部的溫度、元素占比、自轉(zhuǎn)速度、結(jié)構(gòu)等等，都可以研究。

最后發(fā)現(xiàn)，這兩種測(cè)量手段得到的結(jié)果是一致的，太陽(yáng)核心溫度為1500萬(wàn)攝氏度。

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