太阳的年龄大概有多大?

太阳的年龄 约50亿年。卞毓麟 年龄的矛盾 宇宙不仅伸展的空间十分遥远,而且绵延的时间极其久长。难道我 们不该问一下：宇宙的年龄有多大、它将来还能活多久吗?在古代,对这些问题的回答只是猜想而已。例如,按照《圣经》上 的说法推算,宇宙似乎只是在大约6000年前才创造出来的。1785年,苏格兰地质学家赫顿第一次尝试从科学上回答这类问题。他在《地球理论》一书中估算了地球表面缓慢变化——山脉的形成,河 岸的冲蚀,等等——的速率,断定这类变化已经延续了千百万年。1847年,德国物理学家亥姆霍兹率先提出“能量守恒定律”：能量 既不能无中生有,也不会凭空消失,它只有从一种形式转化为另一种形 式。那么,太阳的能量是从哪儿来的呢?假定太阳是一大堆普通的火,而它完全由碳和氧组成,那么为了维 持它目前的发光速率,这堆巨大的混合物只消几千年就会焚烧殆尽。另一种可能是陨星撞击太阳时的动能转化成热和光。亥姆霍兹算出,倘若情决果真如此,那么由于陨星的积累,30万年后太阳的质量就会增 加1％。这样它的引力就会逐渐增强,地球的公转就会因此而变快,地球 上每一年时间的长度就会比前一年缩短两秒钟。可是实际上并没有发生 这样的情况。1853年,亥姆霍兹又设想太阳本身的物质在向中心沉落,因此太阳 在不断收缩。向中心运动的能量将转化为热和光,而且太阳的质量并不 改变,也不会影响地球年的长度。亥姆霍兹算出,假定开始时太阳的物 质布满了地球轨道以内的整个空间,那么经过1800万年,它就会缩成目 前的大小。于是他断定,地球一定在1800万年之前就从当时那个“胖” 太阳的表层物质中形成了。然而,地质学上的许多证据却表明,某些地质变化经历的时间远远 超过1800万年。这又是怎么一回事呢?太阳的燃料 1896年,法国物理学家贝克勒尔发现了“放射性”,它与原子核的 变化有关。不同的原子核拥有不同数量的质子和中子。由一种原子核变 成另一种原子核的过程叫做“核反应”,由此产生的能量就是核能。1905年,德国物理学家爱因斯坦提出了“狭义相对论”。它有一个 结论：质量乃是极端集中的能量形成,很少的质量就能转化为巨大的能 量。假如太阳的能量源自某种核反应,那么为了确保它像现在这样发光,就必须在每一秒钟内将460万吨物质转化为能量。这个数字听起来好像很 大,但是与太阳本身的巨大质量相比却微不足道。因此太阳有生以来差 不多一直就像今天一般大。放射性还可以用来测定地球的年龄。例如任何数量的铀都要经历45 亿年才会有一半（在释放辐射的过程中）衰变为铅,因此测定一块含铀 岩石中有多少铅,就可以推算出组成该岩石的那些铀原子的衰变过程已 经持续了多久。现在看来固态地壳大概已经存在了46亿年。在此以前,地球可能是 一大难正在缓缓凝聚的物质,也可能以熔岩的形式存在。可以理所当然地认为,太阳的年龄至少也得像地球一般大,或者还 要更老一些。核能是否能在这么长的时间内始终维持太阳的光和热呢?倘若能够的话,它的核燃料又是什么?是铀的放射性衰变吗?这涉及到太阳的化学组成。由于每种不同类型的原子都会产生自己 特有的光谱线,所以天文学家们研究太阳的光谱线就可以确定太阳外层 大气中含有哪些化学元素。在太阳上,大约有71％是氢,27％是氦,所有其他元素的含量都微 乎其微。因此,太阳的能量来源必定涉及氢与氦的变化,其他任何元素 的含量都太少,都不足以满足这方面的要求。氢原子核就是一个质子。氦原子核由2个质子和2个中子组成。4个 氢核可以通过”核聚变”而合成一个氦核（当然,这时就会有2个质子转 变成为中子）。氢弹的能源正是这种聚变过程。如果它也是太阳的能源,那么我们就可以把太阳看成一个硕大无朋而永远在爆炸着的氢弹。不过,它自身的强大引力使它不至于被炸得粉身碎骨。如果太阳在一开始时是纯氢的,那么它大约要花200亿年的时间才 能形成目前这么多的氦。不过,天体物理学家们已经证明,太阳在一开 始就含有相当数量的氦,由此推算出它的年龄是50亿岁左右。摘自《知识就是力量》