太阳表面一秒钟散发出来的能量总和，能够支持地球人所需能量用多久？

太阳内部的核聚变

在太阳形成的初期，其所在区域原本是由众多星际物质（以氢为主的气体物质和固体星际尘埃），在受到其它引力扰动的影响下，这些星际物质的运行发生偏移，从而不断地进行碰撞，在碰撞过程中，有一定的几率相互融合，组合成质量更大的物质团，在万有引力的作用下，可以吸附更多的固体尘埃和周围游离的气体，从外界来看，这个星云区域似乎发生了“塌陷”。随着“塌陷”程度越来越重，这个中心聚合体的质量越来越大，由碰撞产生的能量持续转换为热量，使得温度也越来越高，当质量达到一定程度之后，就形成了太阳的雏形。

当太阳中心区域的温度达到700万度以上时，就会激发内部气态物质的核聚变反应，其中的氢原子核，也就是单个质子，通过链式反应聚合在一起，形成氦原子核，即两个质子和两个中子，同时产生两个正电子，在此过程中释放大量的能量。

核聚变为何会产生能量

而之所以释放热量，是由于在上述核聚变反应过程中，通过四个质子组成的一个氦原子核，其整体质量，要比四个独立的质子质量小得多。根据爱因斯坦的质能方程，核聚变在质量亏损的过程中，会相应地释放出能量，释放能量的大小取绝于质量亏损的高低，其公式为：E＝mc^2。经过计算，四个氢核聚变成一个氦核时：

所损失的质量为：

Δm=4×1.008 142 u-4.001 509 u=0.030 959 u。

所释放的能量为：

ΔE=Δmc^2=0.030 959 c^2=0.030 959×931.5 MeV=28兆电子伏，约合4.6×10^(-12)焦耳。

太阳核聚变每秒所释放的能量

通过对太阳和地球万有引力相互关系的计算，科学家们计算出了太阳的总质量，其推志的太阳质量公式为M=R*V^2/G，其中R为地球围绕太阳公转的半径，V为地球公转的线速度，G为引力常数，最后计算出的太阳总质量大约为1.989×10^30 千克。

在此基础上，通过太阳质量、年龄的综合分析，得出太阳的组成成分中氢元素的含量占到70%左右，而每秒中参与核聚变反应的氢为7亿吨，可见，这仅仅是太阳整体氢含量的极小一部分，因为太阳表面所吸附的氢元素，很多都没有到达内核。而这部分极小比例的氢元素参与核聚变，所释放出来的辐射能就足以支撑向内引力的平衡。这每秒7亿吨的氢元素参与的核聚变，所释放出来的以伽马射线形式存在的能量为3.8*10^26焦耳，相当于1.3亿亿吨标准煤能量。

一秒释放的能量可以支持地球用多久？

如果把地球上所有的生产生活所消耗的各种形式的能量，进行集中统计的话，大约折合标准煤200亿吨，换算成每秒的话就是634吨，而太阳每秒钟释放的能量为1.3亿亿吨标准煤，也就是说理论上可以供地球使用46亿年。从这个数值可以看出，太阳所释放的能量之大，是我们难以想象的，在地球能源供给日益严峻的形势下，难怪会有人提出在太阳周围建造戴森球的设想了，只不过以我们目前的科技水平，很长时间内都无法实现。

而实际上，地球所能接收到的太阳辐射，仅占到全部释放能量的极小一部分，很多都是向着宇宙其它方向散发，来到地球的太阳辐射，也有相当一部分被大气层所折射，据测算，太阳辐射到达地球并且可以利用的能量，还不到总量的20亿分之一。

总结一下

太阳只是宇宙中很普通的一颗恒星，但是其每秒向外界释放的能量，是我们很难想象到的巨大。需我们的银河系就有上千亿颗恒星，可观测宇宙中更是数不胜数，可以看出宇宙中蕴藏的能量简直是取之不尽、用之不竭。这也从侧面反映出我们人类对宇宙的认知、探测和利用等级，都是处于非常低级的程度，人类在大自然面前，在太阳系面前、在宇宙面前是多么的渺小和微不足道呀！

太阳的重要性之一在于，它为生物的存在提供能量。例如，地球上的生命，无论植物或者动物，完全依赖于太阳的能量。假如离开了太阳，地球将是一个黑暗寒冷的不毛之地，一片死寂。

既然我们如此依赖太阳，我们就应该弄清其工作机制和结构。太阳的能量从何而来？它一秒钟散发出的能量究竟有多少？100年前，科学家们还不知道这些问题的答案。毕竟，人类没有办法在实验室里研究太阳，也不能从太阳上提取分析的样本。

一、太阳由什么构成

欧洲工业革命初期，一些人认为太阳是由类似煤炭的物质组成的。理由是将黑色的煤加热到足够的温度，就会看到其开始发光。19世纪的科学家推断，太阳可能会慢慢缩小，或者连续受到陨石的撞击，其过程都会释放出能量。

然而他们错了。太阳不但不会缩小，实际上它还在逐渐增大，当然这种变化缓慢得难以察觉。陨石或者彗星撞击太阳，即便发生，也是极低概率的天文事件，无法解释太阳发出的热与光。我们现在知道，如果太阳是个燃煤电厂，那么它仅能维持大约6000年。

1925年，美籍英国天文学家塞西莉亚·佩恩（Cecilia Payne-Gaposchkin）首次提出，太阳主要由氢元素组成。而且，由于其他恒星的主要成分也是氢元素，这就意味着佩恩从本质上发现了宇宙的成分，但令人尴尬的是这与当时主流的看法相抵触。大多数人都从未听说过她。后来进一步的光谱分析充分证实了佩恩的发现。

如今我们已经知道，太阳是由71%的氢（自然界中最简单的元素）、27%的氦（第二简单的元素）和2%的重元素构成的。所以太阳不过是一个庞大的热气态球体。

太阳非常之大，直径横跨140万公里，是地球直径的100倍。假如太阳是空心的，那么能够装得下130多万个地球，令人叹为观止。

二、太阳的能量从哪里来

一个巨大的充斥着氢和氦的热气球是如何产生恒定的能量输出的呢？答案很简单：核聚变（nuclear fusion）。

直到20世纪30年代末，美国物理学家汉斯·贝特（Hans Bethe）找到了科学答案。在太阳的核心，由于引力作用气体被外层的重量强烈压缩，密度达到铅的13倍。在这样的极端条件下，原子核聚合在一起，这就是核聚变反应。

上世纪50年代美国第一次小型氢弹试验表明，核聚变释放的能量，多到难以想象。

设想将太阳核心的核聚变反应点燃一秒钟，再将它熄灭，在那一秒钟里会发生什么呢？

在短短的一秒钟里，有5.7亿吨氢气参与了核聚变反应，这相当于40个杭州西湖蓄水量的质量。如果用数学表达这个大数字，相当于3.4x10^38个氢原子，而且是在一秒钟内。这些小质量的氢原子核（实际上是单个质子）聚变成更大质量的氦原子核。一个氦原子核大约是一个质子质量的4倍，因此4个氢原子核发生核聚变，就会产生一个氦原子。也就是说，一秒钟之内产生氦原子的数量依然很大，即3.4x10^38除以4得到8.5x10^37个氦原子。

因此，在一秒钟内，巨大数量的质子（氢原子）聚变成氦原子核。而每5.7亿吨的氢参与核聚变反应，就会生成5.66亿吨的氦——少了0.7%。那么剩下的400万吨质量去了哪里？

著名的物理学家爱因斯坦告诉我们，这400万吨质量转化为了能量，E=mc^2。

太阳大约诞生于46亿年前。如果在这46亿年（1.45x10^17秒）的寿命里，质量的流失是稳定的，那么今天的太阳要比它诞生时的质量少了6x10^23吨，这仅是太阳总质量（2x10^27吨）的万分之三，实在是微不足道。

三、一秒钟内有多少能量输出

太阳的核聚变过程中，并不是所有的质量都会变成能量。从4个氢原子核到一个氦原子核的聚变还产生了2个正电子和2个中微子。但是，2个正电子的质量之和小于1个氢原子核质量的千分之一，而中微子几乎没有质量。我们完全可以暂时不考虑这些粒子。

所以，太阳一秒钟之内会将400万吨质量转化为纯粹的能量。根据爱因斯坦的质能公式E=mc^2，这些能量十分巨大，大约3.6x10^26焦耳，约是我们地球人每年能源消耗总量的100万倍。

也就是说，如果我们能够利用这些能量的话，一直到公元1002000年，我们都不会遭遇能源危机。

四、太阳能量如何传到地球

太阳核聚变产生的能量以高能伽马射线的形式释放出来，但却被紧紧地锁在了太阳内部。由于太阳核心处的密度巨大，1500万开氏度的气体几乎完全不透明。伽马射线光子无法传播得很远，它们与气体粒子发生剧烈的反应。结果是，在那一秒钟内释放的能量在太阳内部各个方向上被重复吸收、重复发射以及散射，循环往复。

在真空中，光以每秒30万公里的速度传播。而实际上，由于太阳内部气体的不透明性，太阳内部发生的辐射到达太阳表面需要花费10万年的时间，尽管这段路程只有70万公里（太阳半径）。换言之，每秒3.6x10^26焦耳的核能10万年以后，才能到达太阳表面。在那之后，仅需再花8分20秒的时间，光就能穿越空间到达地球。

五、结束语

现在我们知道了太阳的成分，以及它是如何产生能量的。它在一秒钟内产生的能量，理论上足以支持地球人100万年的能量需求。

另外，我们今天接受到的太阳能量产生于10万年前。从某种意义上说，我们正沐浴着古智人时期的阳光。我们在夜空中看到的恒星都有着与太阳同样的故事，它们也都是氢与氦的核电厂，每一秒都在释放令人难以置信的巨大能量。

【谢谢阅读】

作为一个标准的地球人，我们早已习惯了太阳的恩惠，它就像一位慈祥的长者，源源不断地把自己的光和热抛洒到地球上，使得地球上万物生长，成为一颗充满生机的蓝色行星。然而太阳释放的能量并不是“地球专供”，实际上太阳辐射到我们地球上的能量，仅占其总能量的大约22亿分之1，可以说是微乎其微了。

相信大家一定会比较好奇太阳这个巨大的“火球”，到底拥有多大的能量。为了说明这个问题，我们不妨来探讨一下，太阳表面一秒钟散发出来的能量总和，能够支持地球人所需能量用多久？

作为太阳系的“王者”，太阳独占了太阳系大约99.86%的质量，在它的内部，平均每一秒钟都会有大约400万吨的质量通过核聚变反应转化成了能量，根据爱因斯坦的质能方程 E = MC^2，我们可以粗略地计算出，太阳一秒释放的能量大约为 3.6 x 10^26 （360亿亿亿）焦耳。

根据最新的统计数据，在地球上我们人类每年消耗的能量总和约为 5 x 10^20（5万亿亿）焦耳，经过简单的计算后，我们得出了一个令人吃惊的结果：太阳一秒钟释放的能量够人类用72万年之多。要知道，这仅仅是太阳一秒释放的能量而已！

需要说明的是，以上有关太阳的计算结果只是非常粗略的计算，事实上，科学家给出的数据还要比这高一点（大约3.828 x 10^26焦耳），而且随着太阳内部核聚变反应的逐步增强，这个数字还会进一步地攀升。

我们看到答案后，才明白人类的渺小，然而我们也不必气馁，因为从另一个角度来看，在广袤的宇宙里，我们人类的文明还有难以想象的发展空间。

文明的发展之路是一个厚积薄发的过程，虽然人类的历史长达几百万年，但是我们的文明真正开始高速发展也就是近几百年的事。因此可以说，不出意外的话，在不久的将来人类文明就会达到一个崭新的高度。

根据“卡尔达舍夫文明等级”的划分，一个2级文明可以完全利用其所在恒星系（包括主恒星）的所有能量。这就意味着，对于进入2级文明的人类来讲，太阳很可能就只是一颗电力充足的电池而已。

可能有人会问了，人类要这么多能量来干啥，是嫌自己家的灯泡不够亮么？其实能量的消耗程度只是一个指标，它标志着一个文明科技的真实水平。与之前相比，我们现代的科技要发达得多，所以能量的消耗程度就要比古代要高出很多个数量级，相应的，更高级的文明，其能量消耗程度必定也比现在的我们高出太多。

顺便讲一下，太阳一秒释放的能量够人类用72万年，这看上去似乎很强大，然而在宇宙中这根本算不上什么。比如说一个伽马射线暴就可以在极短的时间内（一般是0.1-1000秒），释放出相当于太阳“燃烧”1万亿年的能量总和，而一个类星体释放出的能量，更是可以高达整个银河系的上千倍。

明白了人类的渺小，我们才可以更加努力地自我发展，宇宙中的能量多得无法估量，只要掌握了正确的方法，也许在遥远的未来，我们就可以成为宇宙的主人。

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这个问题，其实就是一道计算题。

就是求出地球接收多少太阳光。

因为地球半径6365千米，

所以，地球遮挡太阳光的面积：

s=πr^2=3.14×6365^2

=1.272×10^8（平方千米）

黄道球面积：

s=4πR^2=4×3.14×1.5亿^2

=2.826×10^17

所以，太阳光总量的22亿分之1，照在地球上。

也就是说，太阳1秒钟发出的总能量，能够维持地球所需能量约为22亿秒。

因为每年是：

365×24×60×60=31,536,000（秒）

那么，

2200,000,000÷31,536,000

=69.76（年）

因此，

太阳1秒钟发出的总能量，可维持地球大约70年所需的能量。

太阳表面一秒钟散发出来的能量总和，能够支持地球人所需能量用多久？为什么？

太阳能量来源于中心核聚变。

太阳已经约50亿岁了。在天文事件中，一些数据并不是十分精确，想了解基本常识的朋友就别抬杠了。事实上有很多科学研究认为，太阳系形成于46亿年前，不管是46亿年还是50亿年都是个大概的数值。而太阳还有50亿年的寿命也是大致数据。

任何恒星主要成分都是由氢和氦组成，其中氢占90%的组分。恒星形成的标志就是中心在高温高压下，激发了氢核聚变。太阳是一颗普通恒星，当然也不例外，其中心温度达到1500万K，压力达到3000亿地球海平面大气压，由此核心就源源不断的发生着氢核聚变。

什么叫氢核聚变？

就是在极高压力或者温度下，氢的外层电子被剥离了，原子核不得不挤在了一起，这样核子融合就发生了，在核心远远不断的发生着四个氢原子核融合成一个氦原子核的核聚变。

在这个过程中，会有约0.7%的质量转化为能量，这些能量以电磁辐射的方式爆发出来。

这样，这个高温炽热巨大的等离子球就稳定下来，中心巨大的能量辐射压抵御了恒星本身巨大质量的收缩压，形成了一个相对稳定的平衡，这就是恒星的主序星阶段。质量越大的恒星，中心温度压力更高，核聚变反应更快，爆发的能量更大，因此燃料消耗得就更快，寿命就更短；反之寿命就更长。

太阳核心能量与表面辐射能量总体一致。

太阳这样的恒星属于银河系中小质量的恒星，主序星寿命约100亿年。太阳核心每秒钟有6亿吨的氢聚变成5.958亿吨的氦，其中0.7%的质量，也就是约420万吨物质转化为能量。

质能转化率遵从爱因斯坦质能方程，质能方程表达式为：E=mc^2。其中E表示能量，m表示质量，c为光速。根据质能方程计算可得，太阳辐射能量总量达3.78x10^26J/s(焦耳/秒），相当每秒钟发出10500亿亿度电的能量。

这些源自太阳中心能量经过太阳69.6万千米的半径，从核心区、辐射区、对流区、光球层、色球层、日冕层辐射到了太空，产能和辐射能应该是平衡的，因此是一样的。这就是说，太阳表面辐射能量与太阳核心产能总体是一致的。

但太阳的能量辐射到太空，从人类的视角来看，绝大多数是浪费掉了，只有约10亿分之一分配给了太阳系大大小小的天体，而地球能够获得太阳总辐射能量的22亿分之一。即便是接收到的这些能量，也还有很大一部分反射回到了太空。

地球获得的太阳能量。

经过卫星长达20年不间断的观测，地球表面获得的太阳能约为每平方米约1368瓦。而根据太阳辐射总能量3.78x10^26J，其中地球获得22亿分之一份额计算，地球得到的太阳总能量为每秒1.7x10^17J，这些能量相当每秒472亿度电，或者1000多万座三峡大坝发电总量。

前面说了，这些能量一部分反射回了太空，地球的综合反射率约为40%。这主要是由于地球表面有70%被液态水覆盖，而水对阳光的吸收能力是很强的。即便如此，太阳提供给地球的能量是巨大的，正是依靠这些能量保持了地球的气温适宜，养育了亿万多姿多彩的生命，如果没有阳光，所有的生命都将凋亡。

相比之下，人类现在转化利用的能量还是很微小的。据有关资料披露，2018年全球发电总量为26614.8twh，也就是26614800000000kwh，合95813280000000000J，约9.6x10^16J，还没有达到太阳1秒钟赋予地球的能量。

当然，人类除了利用电力，还有很多其他能量利用形式，总能量使用达到多少呢？目前没有一个权威完整的统计数据。

三级文明理论与能量控制利用的关系。

上世纪60年代苏联出了个科学家，叫尼古拉·卡尔达舍夫，他提出了一个宇宙文明等级划分的理论，这个理论得到科学界广泛支持。其主要衡量标准，就是文明掌控利用能量总量的能力，其中主要考察用在与外星球沟通的能量总量。

不同文明等级能够控制能量的标准，是根据行星所在恒星和星系辐射总能量大小而变化的。作为地球，达到一级文明就是能够控制和使用太阳辐射给地球的能量，即1.7x10^17J/s；二级文明就是达到能够控制利用太阳辐射总能量，即3.78x10^26J/s；三级文明就是达到能够控制利用银河系辐射总能量，即4x10^37J/s。

人类文明升级能量差距。

现在有一种理论认为，人类文明已经达到了宇宙文明的0.73级。这个级别的确定是基于现在人类使用能量达到2x10^13J/s。我没有找到这个数据怎么得到的，大概包括人类所有吃喝拉撒烧饭开车等所用去的能量总量吧。但实际上卡尔达舍夫理论所说文明控制利用的能量，主要用在与外星通讯联系上才算数，咱们在这里就不要求那么高，马虎点都算吧。

人类要达到1级文明，控制和使用能量能力需达到1.7x10^17J/s，由此即便按上述现在能量利用能力计算，距离一级文明达到的能量利用标准，还相差8500倍。有科学家认为，现在人类科技发展已经呈指数上升，大概还需要200年左右就能够达到1级文明。

而人类要达到宇宙二级文明状态，能量利用能力正好是达到太阳辐射总能量，也就是3.78x10^26J/s，还要在现在基础上增加约19万亿倍。有科学家认为要达到这个能量利用使用量还需要5000年奋斗。

三级文明现在就没法子想象了，就不扯了。

太阳1秒能量能够支持地球用多少年的问题。

其实通过上面分析，不说也清楚了。太阳总辐射能量达到3.78x10^26J/s，如果按照现在人类能量使用量来看，只是发电，可以支持人类用3.9亿年；如果按照人类现在每秒消耗总能量2x10^13J计算，可以使用约60万年。

但如果用发展的眼光来看，当人类文明达到1级时，每秒钟消耗能量将达到1.7x10^17J，这样就相当太阳全部能量的22亿分之一，也就是说太阳1秒辐射能量够地球用22亿秒，约70年；如果人类文明达到2级，每秒需要利用能量正好达到太阳辐射总能量，这样太阳辐射1秒的能量就只能够人类用1秒了；而达到3级文明，太阳辐射的全部能量只够人类能量使用量的千亿分之一，也就是说太阳辐射1秒钟能量，只够人类千亿分之一秒使用。

至于这些数据具体怎么计算出来的，只要有小学水平就可以了。这里说明一下，1年采用的是儒略年，每年365.25天。大家自己去算吧。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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答：太阳内部通过核聚变反应释放大量能量，据估计，太阳每秒释放大约380亿亿亿焦耳能量，相当于人类当前生产力水平数十万年消耗的能量，但是只有22亿分之一能辐射到地球。

太阳是地球生命的能量之源，人类使用的绝大部分能量，究其根源都来自于太阳，比如化石燃料是古生物通过光合作用固定下来的能量，水力发电是太阳能蒸发雨水，使雨水获得重力势能。

根据恒星演化模型的推断，我们太阳已经有45.7亿年的历史，化学反应肯定是无法维持这么长时间的能量输出，在太阳内部，主要进行着氢元素向氦元素的聚变，从而释放大量能量。

据估计，太阳每秒释放3.8*10^26焦耳能量，质能转换对应的质量亏损为400万吨，而人类现阶段每年消耗的能量大约是5*10^20焦耳，也就是说太阳每秒释放的能量足足够人类使用70多万年。

但是这些能量只有极小部分能传播到地球，地球轨道半径1.5亿公里，地球平均直径12756公里，计算下来的话，大约只有22亿分之一的太阳能量传到地球。

太阳常数大约是1360W/m^2，也就是说在地球轨道上，垂直太阳光的能量功率，大约是每平方米1360瓦特，由于地球是圆形的，所以不同地方的太阳夹角不一样，接收到的太阳光能量密度也不一样。

目前人类文明等级大约是0.7的水平，还无法完全利用地球自身的全部能量，根据文明等级的划分，当达到Ⅱ型文明时，我们就可以制造戴森球来获取太阳辐射的所有能量。

然而在我们银河系中，拥有近2000亿颗恒星，可观测宇宙中的星系超过1万个，我们整个宇宙的恒星远比沙滩上的沙粒数还多，可以说宇宙中的能量是取之不尽、用之不竭的，但是我们人类太渺小，现阶段根本没有能力开发外星球的能源。

我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

能狗地球人使用2700个世纪。因为太阳每秒钟向外辐射大约28600亿亿兆瓦的能量，而在世界一次消费能量的总和大约是111亿吨油当量。

我们知道，太阳是一颗恒星，恒星最显著的特点就是它们会发光发热。简单来说，恒星会在核心进行氢融合成氦的核聚变反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫长的路径，然后从表面辐射到外太空。一旦核心的氢消耗殆尽，恒星的生命就即将结束。

实际上，太阳通过核聚变每秒释放出的能量就足够地球使用25万年，但是这些能量中真正能够被地球接受并且利用的，数量却微乎其微，大约只有22亿分之1左右。如果把太阳每秒释放出的能量比喻成是一片大海，那么人类接收并且利用到的能量，也就相当于在茫茫大海中舀了一杯水而已，然后这一杯水能够喝到嘴里的（忽略海水能不能喝的问题），也就只有几滴，从这就可以看到这个比例是相差非常悬殊的。

用数据来体现的话，太阳每秒会够释放能量2.86*10^24瓦，也就是286后面加22个0这么多瓦，这些能量就已经足够全人类使用25万年左右。而人类能够接收到的能量，也达到了的1.3*10^17瓦。这些能量大概是什么样的概念？如果把这些能量换算成标准煤，大概相当于500万吨标准煤燃烧产生的热量。

地球获取太阳能量是太阳的十亿分之一！地球每天从太阳得到的能量是我们知道了每秒的总电磁辐射能量值，那么乘以一天24小时，乘以每小时3600秒，就是每天从太阳获得的能量了，大约为1.5×10^22焦。

那么这个数值是什么概念，我们可以再分析一下，1945年美国在广岛和长崎丢下的原子弹释放能量为5.5×10^13焦，差不多不到2.7亿颗广岛原子弹的能量。

反推太阳每天释放能量是1.5×10^31焦，换算成每秒就是1.736×10^24，人类每年消耗能源是4.5×10^20（按照110亿吨化石能源计算），算出来太阳的一秒相当于地球人类的3858年！

问个话也不动动脑子，你活着一天能看到太阳，能计算出太阳的能量？又当你看不到太阳，而太阳正在地球的另一面，又怎么去计算太阳能量。有些事也许你世世代代也白花力气也搞不清楚的，为何要浪费生命去搞它。