太阳此刻发出的光，到底需要10万年，还是约8分钟到达地球？

“鸟儿在暴风雨后讴歌，岂非人们不该该纵情享受剩下的阳光吗？”——罗斯·肯尼迪 （自媒体久久自媒体）

我们知道太阳发出的光需要大约8分钟达到地球，因为光速是有限的，但又有人说太阳此刻发出的光十万年后才能达到地球，因为光子想要从焦点逃逸出来至少需要十万年的时间。 （本文来自www.jj00.com）

以上的说法看起来貌似都是准确的，真实的情形是如何的？我们今天就聊下这个问题。 （自媒体久久自媒体）

若是没有核聚变，太阳能量的独一起原将是引力势能的释放。事实上，这是上个世纪早期开尔文勋爵关于太阳能量起原的最初设法，他认为太阳会跟着跟着时间的推移在引力的感化下络续地缩小，在这个过程中，大量地引力势能会转化为热能，经由太阳外观释放出来。

这是一个非常绝妙地设法，然则引力势能地释放只能为太阳供应大约1亿年的能量，这个时间远远不足以注释我们在地球上视察到的地质、生物，它们的转变和存在的时间。然则有些恒星，好比：白矮星（包罗上图中的天狼星B）恰是由凯尔文-亥姆霍兹机制驱动的，但它们的亮度只有太阳的百万分之一。

而我们太阳的能量来自于核聚变的过程，在这个过程中，轻核聚变为重核，同时释放出大量的能量（经由E=mc^2）和高能光子。

然则，核聚变只会发生在恒星的核内，而恒星外城大量的电离原子（质子、原子核和自由电子）会反对高能光子达到太阳外观，也就是说，光子想要从焦点到恒星外观并逃逸，这一路上会履历随机散射，每个光子所履历的路径都是分歧的，所以我们也称之为随机信步。是以这些碰撞会发生大量的、更冷的、携带分歧能量的光子：紫外线、可见光和红外线，而不是最初在焦点发生的伽马射线。

核聚变的工作体式首要是经由一系列的轻原子核融合实现的，个中两个质子首先被融合成一个氘，然后氘被聚变发生氦-3或许氚，氦-3或氚与一个氘被聚变发生氦-4，然后释放出副产物质子或中子，连同中微子和高能光子。

中微子能够源源络续地从焦点到外观被释放，过程中不会受到干扰。高能光子履历大量的碰撞，需要数万到数十万年才能脱离太阳外观。核聚变的产品要么是不乱的，要么具有衰变性，要么进一步的融合回响，但所有这些过程都发生在太阳内部。

实际上，想要驱动太阳内部的核聚变，仅凭太阳内部的高温、高压是不敷的，还需要量子物理学，换句话说：即使在太阳最焦点的能量，或者跨越1500万K的温度，但仍然不足以驱动聚变回响的发生。相反，在如许的温度下，只有很小的量子力学概率，大约每10^28次碰撞中就有1次互相碰撞的粒子会经由量子隧穿效应进入一个融合的、更重的原子核状况。因为太阳的密度和温度非常高，所以每秒钟就有4×10^38个质子被聚酿成了氦。

然而，所有这些回响都发生在远离太阳外观的处所。即使量子物理学的隧穿效应，要进行所有的聚变回响，至少需要达到4000000开尔文摆布的温度，而这一温度在太阳辐射层一半的处所就竣事了。(跨越99%的核聚变发生在焦点。）所以，没有任何一种为太阳供应能量的核回响发生在离外观充沛近的处所。

然则，太阳还存在着其他的一些现象：日冕四周存在着高温等离子体。这种高温的离子化等离子体能够达到数百万度的温度，而太阳光球层的温度只有6000度。此外，太阳耀斑、太阳内部的上升流、大规模的喷射以及更多的现象使太阳的温度在某些处所会非常升高。

固然这些影响都不会发生任何额外的核回响，但它们的确会改变太阳实际的能量排放状况。上文中太阳的光谱分布只是幻想的状况。

下图是太阳光谱的实际情形。

太阳实际的光谱中，在紫外线和X射线波段有更高能能量。（实际情形中也不包罗伽马射线），若是我们离别经由单个特定波长的光来视察太阳，就会知道为什么会如许。下图

在可见光下，除了太阳黑子温度较低，太阳外观温度分布相当平均。在紫外线下的模式大略沟通。然则当我们进入更短波长的光谱（能量更高）时，这些能量区域只会显现在太阳耀斑和日冕四周。

从太阳最外层发出的光，也就是太阳的光球层和日冕发出的光，，就是宇宙中任何物体被加热到必然的温度所发出的光，也就是黑体辐射，但实际上，辐射不光仅来自太阳外观这个一个黑体，而是一些列的黑体。一些辐射来自太阳的稍内部（温度较高），一些辐射来自稍外部（温度较低）。这就是为什么若是我们细心视察太阳的发射光谱，我们就会发现，在更高的能量下，甚至是在所有的能量下，太阳光谱都偏离了完美的黑体辐射。

总结一下在太阳内部发生的核聚变回响都是在内部进行的，在这个过程中发生的光子需要经由多次碰撞的情形下才能达到太阳外观。太阳的外层（光球层和日冕层）是太阳发射光子的处所，这些光子中，包罗来自各个层的光子，最内层焦点的光子需要10万年达到外观，而分歧的层需要分歧的时间，最外层的光子一出生就能懂得脱离太阳。日冕是太阳中最热的部门，它是紫外线和x射线辐射的首要起原，只有在日全食时才可见。在太阳发光区域不会发生核回响，但有时会因为太阳耀斑而发生激波加热，这或者会导致超高能量的伽马射线的发射。

值得注重的是，固然核聚变发生在太阳内部，能量和高能光子也在焦点发生，但来自内部的能量加热了太阳所有分歧的层，包罗最外层，在达到必然温度的情形下，最外层的原子会凭据响应的温度发射光子，这就是阳光中分歧频率光子的起原。是以太阳除了内核，外层也会发射光子。

然则太阳的核聚变只会发生在焦点，不会发生在离太阳外观充沛近的处所。内核所发出的光子需要数万年的时间才能达到我们的眼睛，而外层的光子只需要8分钟就能够达到地球。

若是我们想看到立时看到太阳内部此刻的生成物，我们就必需使用中微子千里镜。