在太陽(yáng)內(nèi)部，發(fā)生的核聚變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生極少量的質(zhì)量損失，通過(guò)著名的E= mc2轉(zhuǎn)化為能量。這樣溫度能夠達(dá)到4000000 K以上，太陽(yáng)內(nèi)部高達(dá)15000000K，氫和氦元素聚合形成更穩(wěn)定的元素，釋放能量，并為太陽(yáng)系中每一個(gè)行星提供能量來(lái)源。盡管發(fā)生著這些不可思議的能量反應(yīng)，但如果宇宙是完全確定的，太陽(yáng)核心的質(zhì)子在永遠(yuǎn)無(wú)法開(kāi)始這連鎖反應(yīng)。量子力學(xué)的波性質(zhì)才使這成為可能，證明了愛(ài)因斯坦的名言“上帝不擲骰子”是錯(cuò)誤的。
在光球?qū)?，我們可以觀察到太陽(yáng)的最外層的屬性，元素和光譜特性，但發(fā)生在核心的核聚變提供了它真正的能量
在1920年代，物理學(xué)世界發(fā)生了兩個(gè)主要革命：廣義相對(duì)論，提出物質(zhì)和能量由于萬(wàn)有引力的原因引起時(shí)空彎曲；提出了量子力學(xué)，宇宙中所有的粒子都有波動(dòng)性。因?yàn)榱孔游锢韺W(xué)的一些基本屬性，它本質(zhì)上是一個(gè)不確定的理論，也就是說(shuō)，你只能談?wù)撃承┙Y(jié)果發(fā)生的概率，而不是從特定的假設(shè)就知道一定的結(jié)果。當(dāng)時(shí)兩個(gè)最重要的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦和玻爾，關(guān)于宇宙本質(zhì)上是否是確定的這個(gè)問(wèn)題，有很多著名(公共)爭(zhēng)論，愛(ài)因斯坦認(rèn)為是確定的，而玻爾認(rèn)為不確定。
1925年，玻爾和愛(ài)因斯坦在保羅·埃倫的家討論，玻爾-愛(ài)因斯坦辯論是量子力學(xué)發(fā)展史上重要事件
直到愛(ài)因斯坦去世的1950年代，他都拒絕相信被他稱之為“上帝玩骰子”的宇宙。他推斷必須有一些根本的規(guī)則確定粒子特定的命運(yùn)，而只是由于觀測(cè)能力阻止我們看到真正的真相。當(dāng)量子物理學(xué)首次在1920年代提出，只有兩個(gè)基本作用：重力和電磁學(xué)。原子核力仍未知，這幾乎意味著太陽(yáng)能量來(lái)源——核聚變是未知的。要是愛(ài)因斯坦知道這些情況，他肯定會(huì)意識(shí)到他自己是錯(cuò)誤的！
氫原子的物質(zhì)的最重要的基石之一，存在特定磁量子數(shù)激發(fā)量子態(tài)
通過(guò)觀察太陽(yáng)的輸出功率，我們觀測(cè)合計(jì)它釋放出一個(gè)持續(xù)的4×10的26次方瓦的功率，這意味著在太陽(yáng)的核心高達(dá)4×10的38次方個(gè)質(zhì)子聚合成氦每秒。如果你認(rèn)為整個(gè)太陽(yáng)總共有10的57次方個(gè)粒子在，其中略低于10%的粒子數(shù)量位于太陽(yáng)核心，這聽(tīng)起來(lái)并不是那么遙不可及。畢竟：
一、這些粒子以巨大的能量運(yùn)動(dòng)：太陽(yáng)核心每個(gè)質(zhì)子的速度500km / s左右。
二、密度是巨大的，因此粒子之間發(fā)生碰撞非常頻繁：每個(gè)質(zhì)子與別的質(zhì)子碰撞次數(shù)達(dá)到每秒幾十億次。
三、所以只需要一小部分這些質(zhì)子間的相互作用導(dǎo)致核聚變生成氘——十的二十八次方分之一，就可以產(chǎn)生太陽(yáng)所需的能量。
這剖面圖展示了太陽(yáng)表面和內(nèi)部不同區(qū)域，包括發(fā)生核聚變的核心
所以太陽(yáng)只要極小比例粒子發(fā)生核聚變，就足以提供太陽(yáng)的能量。我們通過(guò)計(jì)算，計(jì)算出太陽(yáng)核心的質(zhì)子能量，我們得到一個(gè)質(zhì)子間碰撞能夠達(dá)到足夠產(chǎn)生核聚變的能量的質(zhì)子碰撞數(shù)目。
這個(gè)數(shù)字是0，太陽(yáng)內(nèi)部質(zhì)子之間碰撞的能量無(wú)法產(chǎn)生核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)帶正電的粒子之間的排斥力太大以至于沒(méi)有任何一對(duì)質(zhì)子所含能量能夠克服這種排斥力能夠發(fā)生核聚變反應(yīng)。
恒星的分類系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)查我們的宇宙的局部區(qū)域，我們發(fā)現(xiàn)只有5%的恒星溫度高于太陽(yáng)
然而，太陽(yáng)和所有的恒星都發(fā)生核聚變，氫轉(zhuǎn)化為氦，發(fā)出巨大的能量。其中秘密在于，在基本層面上，這些原子核不像粒子，而更像是波。每個(gè)質(zhì)子都是量子粒子，包含一個(gè)描述了它的位置的概率函數(shù)，使兩個(gè)相互作用的粒子的波函數(shù)重疊非常輕微，即使電場(chǎng)力相互排斥，否則會(huì)完全分開(kāi)。
總有一個(gè)機(jī)會(huì)，這些粒子可以接受量子隧穿，得到一個(gè)更穩(wěn)定的束縛態(tài)(如氘)導(dǎo)致這種聚合能量的釋放，并允許連鎖反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。盡管量子隧穿的概率發(fā)生在任何特定的與質(zhì)子間是非常小，大約十的二十八次方分之一，但是這種超罕見(jiàn)概率足以解釋整個(gè)太陽(yáng)甚至幾乎所有恒星的能量來(lái)源。
太陽(yáng)中，兩個(gè)質(zhì)子碰撞在非常罕見(jiàn)的情況下，產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的氘核(hydrogen-2)
如果沒(méi)有宇宙中每個(gè)粒子的量子性質(zhì)，以及它們由一個(gè)固有的量子波函數(shù)描述的位置的不確定性，這使得核聚變發(fā)生的重疊就不會(huì)發(fā)生了。今天在宇宙中絕大多數(shù)的恒星永遠(yuǎn)不會(huì)點(diǎn)燃，包括我們太陽(yáng)，我們的宇宙將是一片冰冷荒涼。
沒(méi)有通過(guò)量子力學(xué)成為可能的核聚變，我們沒(méi)有認(rèn)識(shí)太陽(yáng)輻射輸出的可能
這是量子力學(xué)的力量讓太陽(yáng)照耀。如果上帝不擲骰子，恒星的核火焰永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)光，發(fā)生在太陽(yáng)的核心的核聚變永遠(yuǎn)不會(huì)來(lái)。然而正是由于這種隨機(jī)性，宇宙中基本量子內(nèi)在的不確定性，我們得到了生存的機(jī)會(huì)。
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