太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年

2022年06月30日08:47:14 科學 1199

太陽光到達地球需要多長的時間?

8分鐘,這可能是小學生都知道的常識,因為太陽與地球的平均距離約為14960萬千米,而光的速度為每秒299792458米,這樣算下來就差不多需要8分鐘了。也就是說我們此時此刻所見到的太陽實際上是8分鐘以前的太陽,如果太陽在此時熄滅,那麼我們也需要8分鐘以後才可以察覺。太陽光到達地球需要8分鐘,這8分鐘是按照太陽表面的光運動到地球所需的時間來進行計算的,那如果從太陽光產生算起,光需要多久才能夠來到地球呢?這時間可就長了。太陽光來自何處?來自於太陽的核心,因為只有太陽的核心才有足夠的壓力和溫度誘發氫核聚變。

太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年 - 天天要聞


太陽是一個半徑達到了695500千米的巨大恆星,不過對於光子來說,這個半徑並不算很大,不需要3秒鐘就可以跑出來,但問題沒有這麼簡單。

太陽核心誕生的光子並不能像在近乎於真空的宇宙中那樣毫無阻礙地向四周衝刺,太陽是一顆密度約為每平方米1408千克的恆星,光子要想從太陽的中心跑到表面來,會在太陽內部與各種分子發生碰撞,所以它不能像一道光束那樣徑直地跑出來,它只能以布朗運動的形式向太陽表面擴散,這可就要花些時間了,至於具體要花多少時間,我們還要從布朗運動本身說起。布朗運動指的的液體或氣體中的微粒所做的永不停歇的無規則運動。

太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年 - 天天要聞


布朗運動的發現是非常早的,始於1827年,發現這一現象的人並不是一位物理學家,而是英國的一位植物學家R·布朗。

作為一名植物學家,花粉是他的常規研究對象,一次,布朗將花粉撒在水中進行觀測,結果發現了一件有趣的事情,那就是這些花費一直在水裡動來動去,布朗觀察了很久,水中的花粉也沒有停下來,於是布朗開始思考其中的原因。最初,布朗將水杯放置在密閉的環境下觀察,結果運動依舊沒有停止,於是他排除了“空氣擾動”的原因。既然不是空氣的原因,那就是花粉本身的原因,既然植物是有生命的,那麼花粉可能也是有生命的,布朗猜想運動可能是花粉的一種主動行為。

太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年 - 天天要聞


這一次,布朗將花粉炒熟了,重新撒入水中,結果花粉還是動。

布朗又想,既然不是花粉的問題,那就是水裡有東西,對,水裡有微生物,於是布朗又將花粉撒入酒精和煤油之中,結果花粉還是動。這一下布朗蒙了,最終他給出了一個這樣的結論:“活性分子廣泛存在於各種有機物和無機物中”,翻譯一下,這句話的意思就是說生命到處都是,不管酒精還是煤油,裡面都存在生命。顯然布朗的結論是不對的。在過了將近一個世紀之後,人們意識到了分子和原子的存在,於是終於揭開了布朗運動的謎底。

太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年 - 天天要聞


不管是氣體、液體還是固體,所有的物質都是由分子或原子所組成的,而分子和原子始終處於運動之中。

既然分子在運動,那麼水是有水分子所構成的,所以水分子在運動的過程中就必然會撞擊其中的大顆粒物質,比如花粉,所以花粉也就動了起來。由於水分子的運動本身就是隨機的,所以花粉的運動也就呈現出了隨機的態勢。此外,由於溫度的本質就是運動,溫度越高的物體,其內部分子的運動速度就越快,所以花粉在熱水中就比在冷水中動得更快。至此,布朗運動的謎題終於被解開了。布朗運動本身是一種隨機運動,那麼以布朗運動形式在太陽內部擴散的光子,從中心到達太陽表面的時間能夠計算出來嗎?能。

太陽光到達地球需8分鐘,如果從太陽光產生算起呢?超500萬年 - 天天要聞


太陽內部的光子以布朗運動形式向外擴散的距離涉及到三個關鍵因素,一是光子運動的速度,二是擴散時間,三是平均自由程

其中平均自由程指的就是分子相鄰兩次碰撞之間的平均距離。具體到太陽,光子從中心擴散到太陽表面的距離是已知的,就是太陽的半徑,即695500千米,光子運動的速度也是已知的,就是光速,即每秒299792458米。至於太陽內部光子運動的平均自由程嘛,雖然沒有確切的數據,但科學家估計大概在0.01毫米左右。有了這三個已知量,就可以計算出光子從中心運動到表面所需的時間了,就是用太陽半徑除以光速和平均自由程的乘積,結果大概是500萬年。也就是說,照射在我們身上的光子是來自於500萬年以前的。

科學分類資訊推薦

研究發現消失的尼羅河支流 或助解開金字塔建造之謎 - 天天要聞

研究發現消失的尼羅河支流 或助解開金字塔建造之謎

新華社北京5月21日電 研究人員日前繪製出尼羅河一條現已乾涸的支流地圖,認為它可能幫助古埃及人建造了31座金字塔,包括著名的吉薩金字塔群。研究成果由最新一期英國《通訊-地球與環境》雜誌刊載。 埃及金字塔最集中的地區是自吉薩市向南至利什特村之間的一片沙漠。那裡距離尼羅河有數十公里遠,但發現了港口遺迹。埃及學家...
2023年重慶長江幹流監測到魚類93種 珍稀特有魚類出現頻率增加 - 天天要聞

2023年重慶長江幹流監測到魚類93種 珍稀特有魚類出現頻率增加

封面新聞記者 李茂佳在國際生物多樣性日來臨之際,5月21日,重慶市生態環境局舉行重慶市生物多樣性保護情況新聞發布會。2023年,重慶長江幹流監測到魚類93種,較禁捕前增加47種。長江鱘從禁捕前監測到的7尾增加到249尾,珍稀特有魚類出現頻率增加,出現範圍擴大。新聞發布會現場。重慶市生態環境局黨組成員、副局長陳衛表示...
全球首台!我國量子測量領域取得重要突破 - 天天要聞

全球首台!我國量子測量領域取得重要突破

5月21日,全國首屆量子精密測量賦能產業發展大會,在安徽合肥舉辦。會上,全球首台商用低溫版量子鑽石原子力顯微鏡正式亮相。該顯微鏡由國儀量子技術(合肥)股份有限公司(以下簡稱“國儀量子”)自主研製,這標誌着我國量子精密測量技術的產業化發展,取得重要突破。△低溫版量子鑽石原子力顯微鏡。圖片來源:國儀量子國...
世界首次:科學家成功對 μ 子實行“冷卻”加速,約達光速 4% - 天天要聞

世界首次:科學家成功對 μ 子實行“冷卻”加速,約達光速 4%

IT之家 5 月 21 日消息,日本 J-PARC 研究中心、日本高能加速器研究機構聯合發布公報,宣布完成了業內首次對 μ 子進行“冷卻”和加速的操作,朝着實現世界首個 μ 子(渺子)加速器邁出了一大步。據介紹,研究團隊在 J-PARC 中心使帶一顆正電荷的正 μ 子減速到幾乎停止(光速的 0.002%)的狀態,並使正 μ 子的方向和速度...
氣象水文部門預測:今年“龍舟水”水情較往年略偏重 - 天天要聞

氣象水文部門預測:今年“龍舟水”水情較往年略偏重

5月20日迎來“小滿”節氣,民諺有雲“小滿小滿,江河漸滿”。進入“小滿”節氣,雨水豐盈,江河的水逐漸增多。根據廣州市水文氣象數據統計,5月20日廣州市降暴雨,其中白雲、花都、增城等區降大暴雨,全市平均日雨量74.0毫米。豆大雨點落在地面,濺起水花。圖/廣州日報新花城記者:吳子良受強降雨影響,5月20日全市江河水位...
值得收藏!《常州市野生鳥類圖冊》發布 - 天天要聞

值得收藏!《常州市野生鳥類圖冊》發布

現代快報訊(記者 陸文傑)鳥類是生物多樣性的重要指示類群,是評價生態系統健康狀況的關鍵性指標。隨着生態環境的改善,常州鳥類生境狀況大幅提升,越來越多的野生鳥類翱翔在青山綠水間,野外鳥類記錄不斷刷新,珍稀鳥類頻頻亮相。它們用翅膀為生態環境投票,實名認證了常州生物多樣性工作的豐碩成果。在5·22國際生物多樣...
馬斯克豪言:30年內火星城市崛起,人類新家園即將誕生! - 天天要聞

馬斯克豪言:30年內火星城市崛起,人類新家園即將誕生!

埃隆·馬斯克,這個科技界的狂人,他總是有着讓人震驚的想法和計劃。這不,他又在火星上動起了腦筋。他旗下的SpaceX公司,一直在研究怎麼把人送上火星,還在想方設法要在那上面建個城市。圖片來自網絡馬斯克在社交媒體上可是挺活躍的,他就在那兒說,未來30年,火星上肯定會有人類城市。
研究發現英國 AI 聊天機器人的安全措施容易被繞過 - 天天要聞

研究發現英國 AI 聊天機器人的安全措施容易被繞過

劃重點:- ️  英國政府研究人員發現,防止 AI 聊天機器人發出非法、有毒或露骨回應的保護措施可以被簡單的技術繞過。-   通過測試,研究人員發現五個系統 “極易受到攻擊”,甚至在沒有有針對性地繞過保護措施的情況下,也能產生有害回應。-   安全防護可以通過 “相當簡單” 的攻擊繞過,例如指示系統以 “當然,...