答:
劍橋大學的天文物理學家愛丁頓(Arthur Stanley Eddington)曾經研究太陽的內部成份。愛丁頓將太陽想像成一個熾熱的球形氣體,以本身的重力維繫住。在一星球中,越往內部,壓力就越大,這和海堶推ㄓO隨著深度而增加的道理是一樣的。其不同點之一是海堶惇O液體—水,而星球由是氣體構成。而另外一個更大的相異點是,愛丁頓發現星球內部貯存大量輻射,而輻射本身會產生壓力。在太陽內部,除了氣體壓力,這種輻射壓力也同樣重要;這兩種壓力的相互作用使得壓力往星球內部一直增加時,溫度也隨著上升。

但究竟是什麼原因使太陽內部得以維持這麼高的溫度,並提供太陽輻射所需的能量?愛丁頓提出一項理論解釋太陽會長久不斷發出這麼大的能量。因為在太陽內部的高溫下,太陽的構成物—氫原子無法無法保持其原來結構,它們由於頻頻做猛烈的相互撞擊而失去電子,於是這些原子核便在一片電子汪洋海中到處自由遊盪—成為電漿狀態。

在太陽中還有另一種主要的元素—氦。質量僅比氫高的穩定電子核為氦原子核,它除了有2個質子之外,還包含2個電中性的中子。我們發現一個氦原子核的質量稍微小於4個氫原子核。愛丁頓做了一個推論,假如4個氫原子核在某一種核反應中會結合在一起,而變成一個氦原子核,那麼少掉的質量究竟跑到那堨h了?愛因斯坦著名的公式E=mc2告訴我們,質量和能量是等價的,因此失去的質量係以能量式出現,這個能量就是輻射的來源。

此一能量事實只佔4個氫原子質量之等價能量的九牛一毛而已(根據最近的計算,它只佔千分之七)。不過這個能量庫實在很大,它不但已經維持太陽過去的五十億年,在未來還可維持六十億年。

以地球的尺度做比較,可以想像這個能源多麼龐大。在一核融合反應中,只要一公斤的氫燃料,即可使一座百萬瓦的發電廠連續運轉二十年之久。

 
本題取材自Jayant V. Narlikar著/張啟陽譯,「宇宙七大奇觀(Seven Wonders of the Cosmos)」,寰宇出版公司。
 
     
     
                       
         
    圖片來源:http://sohowww.nascom.nasa.gov/