我們都知道,核能是能量非常大的新能源,但有沒有什麼能源會比核能還要厲害呢?
答案是肯定的。
說來可笑,這個能源卻是非常平常,我們天天都見,而且並不把它當一回事的萬有引力!
自從大物理學家牛頓發現萬有引力以來,我們對萬有引力已經不那麼陌生了,地心引力已經是人們很熟悉的東西了。就引力本身而言,它在宇宙間各種力中是“小弟弟”,比電磁力或者核力都小得多,因此誰也沒特別注意它。當然,由於引力而釋放能量的例子也很多,其中也有引力能被大量使用的例子。水力發電,就是利用水從高處落到低處所發出的能量來驅動發電機,轉化成電能供我們利用的。水壩越高,水的落差越大,水量越足,發的電就越多。像三峽電站,壩高保證了約150米的落差,在平均流量每秒1.4萬立方米的情況下,可以發出1300萬千瓦的電量,供應半個中國。它直接利用的雖然是水的引力能,但這個水卻是靠太陽蒸發江湖河海的水到天上化作雨掉下來的,所以,它的來源仍是太陽能。不過,水力發電至少給了我們引力能的具體概念。
說到這裏,人們不免會產生疑問,乃有引力既然如此“微不足道”,那又怎麼會比威力巨大的核能更厲害呢?
原來,這裏有一個秘密,這秘密其實就藏在牛頓的萬有引力公式裏邊。讓我們再看看萬有引力定律:
(1)兩個物體之間存在相吸的萬有引力;
(2)引力的大小和兩個物體質量的乘積成正比,和兩個物體間距離的平方(距離×距離)成反比。
在天體中,地球的質量和半徑都不算大。在地球表麵上,每克物質受到的引力也就是10^-2牛頓。
太陽比地球重多了,約為地球的33萬倍。太陽的半徑也很大,所以,物質在太陽表麵的重量,也就是受到太陽的引力隻比在地球上大28倍。一個體重50千克的人若跑到太陽上,他的體重就會變成1400千克,他不但站不起來,躺著也會被自身的重量壓扁。
如果太陽被壓縮到隻有地球那麼大,這時太陽的質量不變,半徑縮小了約為原來的1%,這時1克物質在它的表麵就會重達3.3×10^3牛頓。如果太陽被壓縮到直徑隻有2千米時,你猜這時1克物質在它表麵有多重?結果是很驚人的:1克物質重達1.3×10^7牛頓!如果能在這個“星球”表麵再建個“三峽水電站”的話,那你會發現,僅僅是一滴水從壩頂上掉下來,它的效果就等於地麵上100個三峽水電站,這多麼令人吃驚!但是,這個結論要有個前提,那就是把太陽壓扁,半徑縮小為原來的1%,而質量是不變的。
太陽怎麼會被壓扁呢?太陽本身有1900多億億億噸重,而且這還是用地球上的“標準秤”稱的,實際太陽表麵上每“噸”東西都重達2.8×10^5牛頓,這麼嚇人的重量壓下去,太陽為什麼不扁?
太陽使自己不“扁”的唯一辦法就是靠每秒鍾“燃燒”7萬噸氫的“核火”,把內部的溫度升到上千萬度,像沸水頂起鍋蓋似的,好不容易把自己硬“撐”起來的。但如果氫這個“核火”燃燒完了呢?太陽不就會被壓扁了嗎?
是的,不管太陽有多大,氫總有被燒完的一天,而萬有引力卻是永恒的!
這裏實際牽涉的不止是太陽,而是天空中千千萬萬顆星星的共同命運了。我們看到的這些星(包括太陽),雖然被稱作“恒星”,其實都不是永恒的。天文學家告訴我們,太陽的氫大約還可以支持50多億年。當氫被燒光後,太陽會發生很大的變化,轉而燒更“難燒”的氦,把氦聚變成碳。當它再把氦也燒光之後,就真的會被自身壓扁的。最後壓縮成大小約和地球一般大的、非常緊密的“白矮星”。這種星在天上的別處早已看到過,它的密度一般在1000萬噸/立方米左右。也就是說,如果把它上麵的東西拿到地麵上來一稱,手指那麼大一塊就重達10^5牛頓!