ดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลานานแค่ไหนในการสังเกตดวงอาทิตย์ดับ

ดวงอาทิตย์ การพัฒนาคนของเราต้องอาศัยสมองอันชาญฉลาดและสติปัญญาของเรา แต่มีสิ่งหนึ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนามนุษย์นั่นคือ พลังงาน การใช้พลังงานของมนุษย์ในยุคแรกสุดคือการใช้ปศุสัตว์ เช่น วัว ม้า และแกะ และใช้พละกำลังเพื่อช่วยขนของหรือเร่งการเคลื่อนที่ นี่คือการใช้พลังงานทางชีวภาพ แต่วิธีการใช้ประโยชน์นี้ไม่สะดวกและไม่เสถียร และประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำเกินไป ต่อมาผู้คนสร้างกังหันน้ำริมแม่น้ำ โดยใช้พลังของน้ำในการขับเคลื่อนเครื่องจักร

จากนั้นพวกเขาก็ขุดเหมืองถ่านหินเพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรไอน้ำ สกัดน้ำมันเบนซินและดีเซลจากน้ำมันดำ และขับเคลื่อนเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยการเผาไหม้แบบระเบิด จนถึงขณะนี้ มนุษย์เราสามารถใช้แหล่งพลังงานต่างๆ เพื่อช่วยขับเคลื่อนเครื่องจักร ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก พลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในขณะนี้ ยกเว้นพลังงานนิวเคลียร์ โดยพื้นฐานแล้วมาจากดวงอาทิตย์ พลังงานลมคือการไหลของอากาศที่เกิดจากความไม่สมดุลของอุณหภูมิที่เกิดจากแสงแดด

พลังงานศักย์โน้มถ่วงของแม่น้ำคือการหมุนเวียนของน้ำที่เกิดจากแสงแดด เพื่อขนส่งน้ำทะเลขึ้นสู่พื้นที่สูง จากนั้นน้ำจะไหลลงสู่ทะเล พลังงานฟอสซิล เช่น น้ำมันและถ่านหินก็อาศัยแสงอาทิตย์เป็นตัวช่วย พืชเปลี่ยนสสาร เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นสารอินทรีย์ ส่วนที่เหลือฝังอยู่ในดิน ในที่สุดก็กลายเป็นถ่านหินและน้ำมัน หากปราศจากดวงอาทิตย์โลกจะไม่มีอุณหภูมิ และชีวิตก็จะไม่เกิดขึ้นบนโลก อาจกล่าวได้ว่า การมีอยู่ของแสงแดดเป็นรากฐานที่สำคัญของการกำเนิดชีวิตและอารยธรรมของมนุษย์

แต่นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่า ดวงอาทิตย์ ของเราจะดับลงในที่สุดวันหนึ่ง และมนุษย์อาจต้องใช้เวลาถึง 10,000 ปี หรือนานกว่านั้น กว่าที่มนุษย์จะมองเห็นดวงอาทิตย์ได้ เกิดอะไรขึ้น หลายคนไม่รู้ว่าดวงอาทิตย์ส่องแสงและร้อนขึ้นได้อย่างไร ในความคิดของคนส่วนใหญ่ ดวงอาทิตย์เปรียบเสมือนลูกไฟที่ลุกโชน ในสามัญสำนึกของเรา เปลวไฟที่ลุกติดไฟทั้งหมดสามารถดับได้ด้วยน้ำ ดังนั้น ครั้งหนึ่งเคยมีคำถามแพร่สะพัดบนอินเทอร์เน็ต พลังงานแสงอาทิตย์สามารถดับด้วยน้ำได้หรือไม่ และต้องใช้น้ำปริมาณเท่าใด

เชื่อว่าหลายคนเคยคิดเกี่ยวกับปัญหานี้ แต่ความจริงแล้ว คำตอบของคำถามนั้นคาดไม่ถึงเลยทีเดียว เพราะน้ำถูกใช้เพื่อดับดวงอาทิตย์ แต่ผลที่ได้คือ น้ำทั้งหมดกลายเป็นเชื้อเพลิงสำหรับดวงอาทิตย์ ยิ่งเติมน้ำมากเท่าไหร่ แสงอาทิตย์ก็ยิ่งส่องนานขึ้นและร้อนขึ้นเท่านั้น และอุณหภูมิก็จะสูงขึ้นด้วย และที่เลวร้ายไปกว่านั้นก็คือ หากคุณต้องเตรียมน้ำให้เพียงพอก่อน ยกตัวอย่างเช่น ลูกบอลน้ำขนาดใหญ่เท่าดวงอาทิตย์ จากนั้นลูกบอลน้ำขนาดใหญ่จะยุบตัวอย่างรุนแรงภายใต้แรงโน้มถ่วง

แกนกลางของลูกบอลน้ำจะถูกบีบอัดในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูง และแกนกลางจะถูกบีบอัดจนกระทั่งเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน ดังนั้น ลูกบอลน้ำก็จะกลายเป็นดวงอาทิตย์ดวงใหม่ในที่สุด ดวงอาทิตย์มีความคล้ายคลึงกับบอลลูนน้ำขนาดใหญ่นี้มากในตอนเริ่มต้น โดยพื้นฐานแล้วเป็นกองก๊าซไฮโดรเจนขนาดใหญ่ ซึ่งก่อตัวเป็นบอลลูนไฮโดรเจนขนาดใหญ่ภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง แกนกลางของบอลลูนไฮโดรเจนนี้ ยังถูกกดทับด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง

เพื่อเริ่มต้นนิวเคลียร์ฟิวชัน ดังนั้น ดวงอาทิตย์จึงไม่ใช่ลูกไฟที่ติดไฟ แต่เป็นเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันขนาดใหญ่พิเศษ หลักการของนิวเคลียร์ฟิวชันอาจกล่าวได้ว่าง่ายมาก อันที่จริง มันคือธาตุบางชนิดที่มีเลขอะตอมค่อนข้างต่ำ เช่น ธาตุไฮโดรเจน 2 ธาตุจะถูกอัดเป็นธาตุฮีเลียมที่หนักกว่าไฮโดรเจนภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง ในระหว่างกระบวนการควบรวมอนุภาคส่วนเกินในอะตอมทั้ง 2 จะถูกบีบออกและเปลี่ยนเป็นพลังงาน พลังงานเหล่านี้เองที่ทำให้ดวงอาทิตย์นิวเคลียร์ฟิวชันเริ่มเปล่งแสงและความร้อน

ดังนั้น เพื่อให้แม่นยำ ดวงอาทิตย์จะไม่เรืองแสงเนื่องจากการเผาไหม้ แต่จริงๆแล้วจะแผ่แสงและความร้อนผ่านการแผ่รังสีของวัตถุดำ ดวงอาทิตย์ไม่สามารถดับด้วยน้ำได้ แต่ดวงอาทิตย์จะค่อยๆดับลงเมื่อเชื้อเพลิงหมดลง สำหรับดาวฤกษ์ทุกดวง นี่เป็นกระบวนการพัฒนาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ไฮโดรเจนจะค่อยๆเปลี่ยนเป็นฮีเลียม ตอนนี้องค์ประกอบทางวัตถุของดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 1 ต่อ 4 ไฮโดรเจน 3 ลูก และฮีเลียม 1 ใน 3 เมื่อธาตุไฮโดรเจนในดวงอาทิตย์หมดลง ธาตุฮีเลียมจะเกิดการหลอมรวมนิวเคลียร์เพื่อผลิตธาตุลิเทียม ฟิวชันยังคงดำเนินต่อไปตามตารางเลขอะตอม

จนกระทั่งดวงอาทิตย์ถูกเปลี่ยนเป็นเหล็กอย่างสมบูรณ์ และดวงอาทิตย์ดับลงอย่างเป็นทางการ เนื่องจากธาตุเหล็กมีน้ำหนักมากอยู่แล้ว จึงไม่สามารถถูกแรงโน้มถ่วงของตัวเองกดไว้เพื่อผลิตนิวเคลียร์ฟิวชันได้อีกต่อไป ธาตุที่หนักกว่าเหล็กมักเกิดจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา สิ่งที่หลายคนไม่เข้าใจก็คือ แม้ว่าดวงอาทิตย์จะดับลงเราก็ไม่สามารถเห็นช่วงเวลาที่ดวงอาทิตย์ดับได้ มนุษย์จะใช้เวลาอย่างน้อย 10,000 ปี หลังจากดวงอาทิตย์ดับก่อนที่มนุษย์จะเห็นดวงอาทิตย์ดับ

ณ เวลานี้ บางคนน่าจะพูดว่าระยะทางระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์คือ 150 ล้านกิโลเมตร และความเร็วของแสงคือ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที คำนวณได้ว่าแสงสว่างบนดวงอาทิตย์ใช้เวลาเพียง 8 นาที เท่านั้นกว่าจะมาถึงโลก 8 นาทีหลังดวงอาทิตย์ดับ โลกจะสูญเสียแสงอาทิตย์ เป็นไปได้อย่างไรที่จะรอถึง 10,000 ปีก่อนที่ดวงอาทิตย์จะดับ สาเหตุหลักของปรากฏการณ์นี้ เป็นเพราะโฟตอนภายในดวงอาทิตย์ถูกกักไว้ นี่เป็นปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์มาก โฟตอนเองเป็นอนุภาคที่ไม่มีมวล และมันสามารถไปถึงความเร็วแสงได้เพราะมันไม่มีมวล

และแสงแดดทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นจริงจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่นภายในดวงอาทิตย์ นั่นคือมันปรากฏขึ้นที่ใจกลางดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ดวงอาทิตย์ทั้งดวงไม่มีสสารที่เป็นของแข็งเลย และโดยพื้นฐานแล้วก็คือพลาสมาทั้งหมด และเปลวไฟก็เป็นพลาสมาชนิดหนึ่งเช่นกัน ดังนั้น หากวัสดุของแข็งที่ไม่กลัวอุณหภูมิสูงตกลงบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์ มันอาจตกลงสู่เครื่องปฏิกรณ์แกนกลางของดวงอาทิตย์โดยตรง เนื่องจากไม่มีของแข็งโฟตอนที่เกิดจากแกนกลางของดวงอาทิตย์ สามารถออกจากดวงอาทิตย์ได้โดยตรง

เส้นทางที่โฟตอนจะออกจากดวงอาทิตย์นั้นง่ายมาก เริ่มจากแกนกลางพวกมันผ่านเขตการแผ่รังสีที่มีความหนาประมาณ 400,000 กิโลเมตร จากนั้นผ่านเขตการพาความร้อนประมาณ 100,000 กิโลเมตร และในที่สุดเมื่อถึงพื้นผิวดวงอาทิตย์แล้วก็สามารถแผ่รังสีมายังพื้นผิวโลกภายใน 8 นาที แต่สิ่งต่างๆ ไม่ง่ายอย่างนั้น หลังจากโฟตอนจากไปจะใช้เวลาอย่างน้อย 10,000 ปี ในการเดินทางในเขตรังสี เรารู้ว่าความเร็วของแสงสามารถไปถึง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที

นานาสาระ: ขยะ อธิบายเกี่ยวกับเบื้องหลังการคัดแยกขยะในเซี่ยงไฮ้ที่หลายคนไม่รู้