冷知识：太阳每秒释放能量相当于426万吨正反物质湮灭？计算篇

看到这样的标题，你大概率会感到不可思议，一半概率会觉得小编胡扯，小概率想把小编拉出来揍一顿。但这标题……是真的啊_(:D)∠)_……

说的

之所以会感到不可思议，是因为大家都听说过反物质的厉害，能达到100%质能转化率的能量释放……同样质量下释放的能量比氢核聚变（太阳能量来源）强146倍！比铀-235核裂变（广岛原子弹能量来源）强1248倍！比汽油强20亿倍！比TNT炸药强214亿倍！没错，单从能量释放来看，同样质量下汽油比TNT还强，惊喜不惊喜？意外不意外？

也就是说，每秒消耗426万吨质量的太阳所释放的能量相当于8.6x10^15（8600000000000000）吨TNT炸药爆炸所产生的能量……

那么问题来了，这些数字是怎么来的呢？我们先从渣渣TNT讲起吧……

TNT

TNT炸药的能量值为4200000J/kg，即每公斤TNT能释放420万焦耳能量（下同）。那这4200000J是多少质量释放的能量？这就要用爱因斯坦的质能方程【E=mc²】算一算了。

由于我们是要根据能量来算质量，因此要先把方程变换一下：【m=E/c²】，代入数值：m=4200000/299792458^2=4.67313^-11kg。也就是说，TNT炸药的质能转化率只有0.000000004673%，与100%反应的正反物质湮灭能量释放率相差21398932827倍！也就是相差高达214亿倍！如果用TNT炸药获得太阳1秒释放的能量需要9.11595*10^19kg……

汽油

假如对TNT威力完全没有概念，那我们用熟悉的汽油来对比。汽油的热值为44000000J/kg，通过上面的质能方程换算，汽油的质能转化率为0.000000048957%，跟正反物质湮灭相比相差20亿倍！汽油的能量释放率居然比TNT高一个量级……是不是有点意外？反正我看到时是有点意外的。但其实这很好理解，看上面图中TNT的分子式就会发现，它自带了氧原子，在整个燃烧过程中无需额外的氧气，自带的就足够了，因此它能在无氧环境下引燃，这样使其燃烧异常迅速，因此爆炸比较剧烈。

然而自带的氧原子也导致了可燃物C的占比降低，根据原子量计算，TNT分子式里单氧原子质量占比就高达42.4%，而主要燃烧物碳的占比仅37%。汽油的主要成分是可燃的碳和氢，燃烧时氧气从空气中获得，因此它的质能转化率要高于TNT。

铀核裂变

而这些跟核能比起来就是渣渣，铀裂变（广岛原子弹所用核元素）过程中，铀235的能量释放值为8.2*10^13J/kg，完全反应情况下能量转化率约为0.091%。广岛原子弹我们都知道它厉害，瞬间就把一个城市摧毁了。但它实际上只装载了64kg 的铀-235，而且最后只反应了1.2%，也就是仅有0.768kg的铀-235发生了核裂变反应，但它就释放了6.2976*10^13J的能量，相当于1.5万吨TNT当量。

你对比一下前面说的100%质能转化的426万吨反物质湮灭已经能感受它的恐怖了吧？那太阳每秒烧掉426万吨，它不会很快就烧没了吗？我们继续算。

氢核聚变

太阳上发生质能转化的反应是氢核聚变，它的质能转化率为0.685%，约等于0.7%，这个数字很容易获得，我们不需要额外算了。前面我说的每秒426万吨质能转化也是直接在百科词条里就能获得的。我们知道太阳的主序星阶段，即氢核聚变阶段约为100亿年，换算成秒就是10000000000*365.25*24*3600=3.15576*10^17秒，乘以426万吨=1.34435*10^27kg。很巨大的一个数字对吧？我们再找一个数字，太阳的总质量：1.9891*10^30kg，两者相除得到0.00067586，即如果按照目前的能量释放率，太阳整个主序星阶段释放能量所消耗的质量仅为目前太阳质量的0.067586%，而前面说了氢核聚变的质能转化率达到0.685%，如果主序星阶段把太阳质量的氢全部烧完（氢大约占了太阳质量的3/4）消耗的质量应为0.51375%。

可以看到对于太阳，每秒426万吨的质量消耗一点也不高，而这个质量是以能量形式转化掉了，当然它其实并非是纯能量，因为有其中一部分是被中微子带走的。不过中微子在太阳氢核聚变反应中的能量占比并不高，因此我们把426万吨都当作纯能量一点问题也没有，而426万吨的纯能量也就相当于213吨反物质与213吨普通物质完全湮灭所释放的能量！太阳里面的能量释放真就这么强……

这篇文章写完我都吓了一跳，这满屏的数字确定不会把读者吓跑？所以我有了个大胆的想法，我打算去掉所有计算过程仅保留少量数字把这篇文章重写一遍……想看的请加关注，如无意外这两天就能出来。

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