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表面溫度5500度 太陽的表面溫度

太陽表面溫度


太陽的表面溫度（表面溫度5500度）
都說“驕陽似火”，不論是古代還是現代，幾乎所有歷史時期的各個文明都知道太陽是非常熱的，但到底有多熱呢？

古人給不出答案，直到19世紀末，才由物理學家測出來，太陽表面溫度在5500攝氏度左右；至于1500萬攝氏度的太陽核心，那則是20世紀后半葉測出來的事了 。
在介紹太陽溫度前，我們有必要先了解一下太陽是如何“燃燒”的，畢竟這直接關聯到核心溫度和表面溫度 。
一顆大煤球→核聚變由于時代的局限性，在科學剛起步的那些年，科學家們為了解釋太陽如何燃燒這件事情上，提出過很多假設，其中有些在我們現在看來，顯得非常奇怪，就比如最出名的一個——“煤球燃燒說” 。

當時有一撥科學家們認為太陽其實就是一塊超級無敵大的煤球，地球上的光和熱都是這個大煤球提供的，不過這個假說很快遭到了否定 。
最主要的漏洞在于：即便體積和太陽相當的煤球，它的燃燒時間撐死也就兩千年，但根據當時的太陽系形成假說，地球與太陽是同時形成的，而預估地球的壽命是在千萬年以上的，因而太陽絕不可能是煤球 。
太陽系形成假說
之后又提出了挺多五花八門的假說，這里就不再贅述 。
直接來看在上世紀20年代由英國的科學家愛丁頓提出的“核聚變假說”
亞瑟.愛丁頓
因為當時科學界已經發現了存在原子核嬗變現象，并且愛因斯坦的相對論也已出現，考慮到在質能方程的“幫助”下，太陽內部的核聚變應當是可以運行數十億年之久的，問題不大 。

而我們現在知道，太陽“燃燒”的真正原因就是核聚變 。知道了能量產生原理，那溫度又該怎么測呢？
巨型“測溫槍”測太陽表面溫度如何測溫？考慮到日常生活，想必大家的第一反應就是溫度計，比如生病發燒時，我們會用水銀溫度計去測量胳肢窩下的體溫 。

然而這樣的方式是不可能用在太陽身上的，且不說它沒有胳肢窩，即便是有的話，那我們也沒那么容易就能送上去，畢竟日地平均距離足足有1.5億公里，而當時那個年代，別提什么火箭航天了（即便是今天，也是一項頗具難度的工程） 。

有些朋友要反駁了，什么年代了呀！還水銀溫度計，測溫槍見過沒，根本不需要接觸皮膚就能知道溫度 。

沒錯，當時的物理學家們還真是用了一個巨型“測溫槍”給出了太陽的溫度，不過這里的測溫槍并不是我們常見的那種手持式的測溫裝置，而是地球本身，是的，你沒聽錯 。
在理解這一點之前，你還需要知道一個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），這是兩個人名合成的定律名稱 。

簡單來講它給出了能量與溫度的關系（物體發出的能量與其自身溫度的四次方成正比） 。因而想知道太陽的溫度，就變成了如何測量太陽每時每刻發出的能量是多久即可 。
那么該如何測量呢？理論上不難，舉一個簡單的例子，由于我們都生活在地球，因而測量的基礎是建立在地球上的，因此地球這個“測溫槍”距離太陽的距離就是1.5億公里，而這個測溫槍的“熱電轉換元件”可以是一盆水，可以讓太陽直射它一會兒，記錄下前后溫度，得到溫差，再借由質量、比熱容等已知的物理條件算出這盆水在單位時間內吸收了多少熱量 。

最后再乘上一個以1.5億公里為半徑的球面面積，就能得到太陽每秒輻射的總能量 。之后將總能量平均分配到太陽表面，最后再代入斯特藩-玻爾茲曼定律，就能得到太陽的表面溫度，數值大約為5800開爾文，也就是5500攝氏度左右 。
艱難算出太陽核心溫度相比于太陽表面溫度的測量，核心溫度就比較困難了，因為核心溫度是埋藏在太陽中心區域的，里面的發射的電磁波深不可見（因為太陽的結構并不單純，核心區產能后要經歷輻射區和對流區，之后才到光球層，光子在經歷這段路程中需要經過數不清的碰撞吸收再釋放的過程，整個耗時需要上萬年甚至數十萬年） 。
【表面溫度5500度 太陽的表面溫度】
因此我們也不可能想當然地還利用斯特藩-玻爾茲曼定律，比如說我已經知道了太陽每秒向太空散發的總能量，現在只要將其平均分分配到核心區的表面上，不就能算出溫度了嗎？實際上算下來，溫度才一萬出頭，距離核聚變的門檻還早呢 。
所以當時愛丁頓提出核聚變假說時，也在太陽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平衡模型，再附加一些假設性的內部元素比例，算下來的溫度是不穩定的，大約在兩千萬到四千萬攝氏度之間 。

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