如果在木星上引爆一顆氫彈,是否能激發木星上的氫進行核聚變?

明天壞女人


這顆氫彈怎麼在送到木星上、怎麼引爆是提問者的問題,這裡只解釋引爆之後會發什麼!氫彈在木星上引爆並不會激發木星上的氫進行核聚變。

太陽系八大行星中無論是從質量上還是體積上來看木星都是老大,木星的質量是其他七大行星總質量的2.5倍,體積差不多是地球的130萬倍。木星是氣態行星主要是氫和氦組成,和恆星的組成成分是一樣的。

木星曾遭受過遠比一顆氫彈能量要大的天體撞擊,最著名的就是1994年彗木相撞。一顆名為蘇梅克-列維9號的彗星被木星的潮汐力所瓦解,排著隊撞向木星的懷抱。由於木星質量巨大引力大提供的動能就大,每一顆碎片撞擊木星產生的破壞都遠非一顆氫彈能比。然而木星也沒有什麼事情,沒有發生核聚變。

在宇宙中像木星一樣的氣態行星是普遍存在的,而宇宙中的天體撞擊也不是什麼罕見的事。如果每次撞擊都會引爆一顆氣態巨行星,那麼宇宙中就特別有意思了。

核聚變的條件是極其苛刻的,對於恆星而言會因自身的引力塌陷作用在內核處產生極高的溫度和壓力。極高的溫度和壓力可以提高氫的碰撞聚變幾率,所以說即使在太陽的內核處氫的碰撞聚變也是要看幾率才會發生。而像提問中所說的氫彈激發木星核聚變是根本不可能的,這並不是像把一個菸頭扔到一堆火藥上那麼簡單。



科學黑洞


不會。氫彈或許能夠使木星上的極少數氫原子核發生核聚變反應,但木星並不會因此而變得像恆星那樣持續進行核聚變反應。

木星的元素組成跟恆星很像,主要成分為將近四分之三的氫和將近四分之一的氦。但恆星能夠進行核聚變反應,而木星卻不能,其根本原因在於木星的質量太小了。

由於氫原子核非常小,並且它們之間存在巨大的電磁力排斥效應,所以想要使它們互相碰撞在一起,需要極高的溫度和壓力。只有當天體的質量足夠大時,強大的引力坍縮效應擠壓核心部分,使得那裡的溫度和壓力高到足以啟動可持續的氫核聚變。核聚變只發生在恆星的核心區域,其他區域則因為溫度和壓力太低而無法進行。而木星的質量太低,核心區域中沒有條件發生氫核聚變。

人類製造的氫彈並非直接就能引爆,這需要原子彈爆炸產生的超高溫,比恆星的核心溫度還要高。因為人類無法產生巨大的壓力,只能通過儘量提高溫度來彌補。而且氫彈用的是氫的同位素氘和氚,它們比氕更容易發生核聚變反應。

如果把氫彈投放到木星上,超高的溫度可能會促使極少數的氫進行核聚變,但這種反應無法持續下去,因為沒有持續的高溫和高壓。要知道,當年當量相當於12萬枚5000萬噸TNT氫彈的蘇梅克-列維九號彗星撞上木星,也沒能把木星怎樣。如果要點燃木星的核心使其成為恆星,只能給木星增重,讓它的質量增加到原來的80倍,這樣就能引發可持續的氫核聚變。


火星一號


木星是太陽系最大的行星,其元素構成和太陽很相似,氫元素含量佔到了星球總體的75%以上,而太陽就是一個時刻進行著氫核聚變的天體,那麼能發射一顆氫彈引爆木星上的氫核聚變,讓它成為太陽這樣的恆星嗎?很遺憾,這是根本不可能的。


木星上面的氫元素很多,其內部的溫度據推測也高達3萬攝氏度,但是這距離點燃恆星內部的氫核聚變仍然很遙遠,至少需要有二三百萬攝氏度的高溫才能達到,例如太陽中心的溫度高達1500萬攝氏度,其實木星之所以不是恆星,根本上不是因為它的元素含量,而是因為它的質量,理論上一個星體只有達到木星質量的80倍,才能啟動內部的氫核聚變成為恆星,而這也只是成為最小的恆星了,所以很顯然這是不行的,木星的質量只有最小恆星質量的1/80,所以即便整個木星都是氫元素,那也是不可能點燃內部的氫核聚變成為恆星的。

↑太陽、木星、地球、月球的體積比例

其實木星經常遭受一些小行星的撞擊,這些撞擊產生的能量絲毫不亞於氫彈爆炸,特別是1994年蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星的事件,其產生的能量相當於如今地球上所有核武器爆炸產生能量的幾千倍,然而木星還是那顆最大的行星,沒有任何核聚變的跡象。所以用氫彈把木星引爆成為恆星的想法其實很搞笑。

其實要想讓木星變成恆星,理論上講也並非什麼難事,只需要給它增加質量就行了,只要有足夠物質(各種物質,並非單一元素)加到木星上面,使木星的質量達到木星的80倍,那麼它很可能就會引發內部的氫核聚變而成為一顆恆星,但是在可見的未來中,這卻幾乎是不可能實現的。因為在我們的太陽系中,根本沒有足夠的物質供木星成為恆星了。



在我們的太陽系中,太陽自身的質量就佔到了太陽系總質量的99.86%,剩下的0.14%中,木星自己又佔到了一半以上,八大行星除了木星之外的其他行星加起來只有木星質量的2/5,所以整個太陽系中除了太陽之外,把所有的剩餘物質都加到木星上面,都無法再使它成為恆星,因此木星雖然常被稱為“失敗的恆星”,但是從太陽系的物質分佈來看,它基本上是不可能再成為恆星了。


人類的方向


答:當然不能,核聚變需要在非常高的壓力,以及上千萬度的高溫下,才能持續進行。


木星主要由75%的氫元素和25%的氦元素組成,其他元素的含量加起來不到1%;太陽主要由71%的氫元素和26%的氦元素組成,其他元素加起來大約佔3%。

在太陽內部,主要進行著氫元素向氦元素的聚變,並釋放大量能量,太陽中心溫度有1500萬度;木星和太陽的成分如此相似,之所以木星的氫元素不發生核聚變,是因為達不到核聚變的條件。


在木星內部,有著很高的壓力和溫度,據科學家推測,木星的核心溫度高達28萬度,在大型天體內部,氫元素聚變的開始溫度需要大約1000萬度。

比如人類製造的氫彈,在爆炸瞬間,爆炸中心點的溫度高達2億度,足以點燃氫彈攜帶的氫元素(氘和氚)發生聚變,這也是氫彈爆炸的原理。


如果把氫彈扔到木星上引爆,氫彈爆炸的能量是向外輻射的,能量在空間中的衰減非常快,所以根本無法點燃木星上氫元素的核聚變,氫彈爆炸產生的高溫也無法維持。

實際上,每年都有不少小行星撞擊到木星上,比如著名的蘇梅克-列維9號彗星,在1993年撞擊木星,撞擊釋放的能量相當於80萬顆沙皇炸彈(人類試爆過最大的氫彈,相當於5000萬噸TNT當量)。

即便如此,也從未引發過木星氫元素持續聚變,要想木星上的氫元素持續聚變,唯一的辦法就是增加木星的質量:

(1)當木星質量增加13倍時,內部溫度有數百萬度,可以進行緩慢的核聚變反應,成為一顆褐矮星;

(2)當木星質量增加大約77倍時,內部溫度將超過1000萬度,氫元素的核聚變將徹底點燃,此時木星將成為一顆真正意義的恆星。


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艾伯史密斯


額。。這是想象力過度了,核聚變的條件非常嚴苛,而木星所具備的條件還遠遠達不到標準。

並且這和有沒有外部引爆沒有關聯,即便你在上面引爆一顆氫彈,也頂多帶著木星上的一丟丟氫元素髮生核聚變,隨後也就偃旗息鼓了。

木星是太陽系八大行星中的老大,它的質量是其他七個兄弟總和的2.5倍,並且它的組成成份和太陽很像,主要元素都是氫和氦,並且比例也差不多。但木星就沒有太陽那麼好的命了,因為它的質量相比太陽而言,實在是太小了,因此它無法自身啟動核聚變。

↓木星大紅斑和地球的對比↓

這一點是最關鍵的,木星它自己沒法啟動核聚變,因此質量太小了(一般要達到太陽質量的10%左右,才能變成恆星)。質量的不足,導致它的核心壓力過小,溫度也不達標,反觀太陽,它有著整個太陽系99.86%的質量,核心溫度達到了1500萬攝氏度,又在引力約束的條件下,才發生了每秒淨損400多萬噸的核聚變能量釋放。



所以即便你給木星投入一顆氫彈去試著引爆它,到頭來也只是煙花一場,轉瞬即逝。

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賽先生科普


核聚變反應的本質就是將兩個較輕的原子核結合在一起,形成一個較重的核,在這個過程中,會將一部分質量轉換成能量釋放出來。


圖:氫(氕)聚變成氦4的過程

要將兩個原子核合併到一起,需要克服原子核周邊電子之間的電磁排斥力(都帶負電荷,同性相斥),所以需要高溫將原子加熱成為等離子體(電子獲得能量逃逸了),使原子只剩下原子核。原子核中又有同帶正電荷的質子。這就需要極高的溫度(原子核震動速度加快,碰撞的能量更強大)和壓力,使原子核克服質子間的電磁排斥力,進入強相互作用力(核力)能夠作用的範圍。

強相互作用力的作用範圍非常短,只有10∧-15 m,差不多就只在原子核內部發生作用。一旦兩個原子核進入強相互作用力能夠發生作用的範圍,這個力就會將兩個原子緊緊的拉在一起形成一個新的原子。

圖:太陽

在太陽的核心處(半徑的30%以內)無時無刻都在進行著這樣的核聚變反應,每秒鐘可將6.2億噸氫聚變成氦。之所以太陽的核心處能進行核聚變反應,是由於其巨大的質量(佔整個太陽系質量的99.86%)製造的壓力和溫度使得核聚變反應能夠發生。

圖:氫彈爆炸



一顆氫彈爆炸所產生的壓力和溫度可能在爆炸的瞬間和爆炸核心處提供核聚變反應的條件,但爆炸過後這些條件就消失了,核聚變反應就自然停止。在海水中同樣有大量的氫元素,人類在海里爆炸了很多顆氫彈,都沒有點燃海水的核聚變就是這個原因。

木星曾經遭受過無數質量較大的小行星或彗星的撞擊,撞擊釋放出來的能量遠大於人類製造的氫彈的威力,同樣無法點燃氫的核聚變。




圖:發生1994年的蘇梅克-利維9號彗星


撞擊木星

如果要點燃木星的核聚變反應,唯一辦法就是增加木星的質量。點燃木星核聚變至少需要達到13倍木星的質量,這才能提供氚氘核聚變反應的條件,這也是最容易進行的核聚變。但是,木星的質量已經是太陽系中其他行星質量的2.5倍了。所以,點燃木星是目前人類辦不到的事情。


講科學堂


不能!


木星與太陽☀的構成成分相似,是一顆主要由氫構成的氣態行星,但木星的質量和體積僅有太陽☀的1/1000。它表面的溫度是-168℃,表面氣壓僅20-200kPa。如果要讓木星形成核聚變,需要幾億Pa的大氣壓和幾千萬開的高溫,就是氫彈爆炸使局部達到了這項指標,也無法讓這微小的核聚變維持下去。它的能量還不及蘇梅克-列維九號的彗星撞擊。

一顆氫彈不夠,那就多投幾顆呢?我們看看目前威力最大的氫彈是俄羅斯的沙皇氫彈,有5000萬當量的威力。即使這個氫彈在地球上爆炸,也無法讓地球有任何改變,何況是體積比地球大1316倍的木星!



關於氫彈對於木星的能量,我們自然會聯想到1994年的蘇梅克-列維九號的彗星對木星的撞擊。它的威力相當於6萬億噸TNT當量,能量是全球核彈總和的750倍,但這顆彗星被木星撕成了25塊碎片才砸落在木星上,僅留下了25個紅斑。簡直是螞蟻撼大樹啊!

顯然就算投幾千顆氫彈也是無法激發木星上的氫聚變的,不過可以免費為它撓撓癢。


弄潮科學


木星,是一個巨大的液態氫星球。其高層大氣是氫的含量比佔到百分之九十二。氫氣是易燃氣體,這是我們都知道的。也是目前最清潔的能源,燃燒產物只有水。

曾經有朋友說過,既然木星氫那麼多,能不能去點燃它。我只能說想多了。氫的燃燒是需要氧氣參與的,木星癢含量極少,你看看木星天天打閃電也沒見它把自己點燃。

那麼顯然靠點燃是行不通的,那麼,能不能用氫彈爆炸讓它聚變呢?這個可以這樣說,也和點燃木星沒什麼兩樣,行不通。



氫的聚變條件非常苛刻,必須在高壓,高溫下才有可能。人類爆破氫彈,首先是由內部原子彈爆炸產生高溫為條件,從而再聚變氫,實現氫彈爆炸。其溫度高達1億℃。實際上,在具有高壓下,不需要這麼高溫度,比如太陽,內部溫度1500萬℃就聚變氫了。不過,你如何創造太陽內部那麼誇張的壓力?所以只有提升溫度。


扔顆氫彈上去,也只不過是在木星上放了個禮花,要讓木星聚變,不是靠所謂的這些。而是木星本身就要有聚變條件。內部要有足夠壓力和溫度,顯然以星體聚變質量來看,木星太小了。(75個木星質量產生的壓力和溫度才能造成氫聚變)。


良良引力波


如果在木星上引爆一顆氫彈,是否能激發木星上的氫進行核聚變?

其實比氫彈能量還要高的超高能量釋放的撞擊事件,木星上發生是比較頻繁的,只是我們距離遙遠,只能比較大的撞擊事件我們才能觀測到!而最近的撞擊事件就是蘇梅克列韋9,它撞擊的能量相當於80萬顆全球試爆過的最大的-沙皇炸彈!但木星現在仍然安然無恙!

即使如木星14萬千米左右的直徑,仍然是一次大事件,但這完全不足以引爆木星!如果真想引爆木星的話,那麼請丟至少12個木星質量的小行星到木星上,讓其達到褐矮星的點燃標準!

因為恆星的燃燒並非炸藥爆炸,也不像燎原的野火,只要一個引爆或者引火條件即可!恆星內部的聚變是由於原子核的融合為條件的,要讓自由電子游離並且讓原子核靠近到足夠近的距離只需要兩個條件,一是高溫,二是高壓,兩者滿足任意條件即可!比如太陽的內部溫度是1500萬度,2500億個大氣壓!其實紅矮星內部的1000萬度,壓力稍低也可以!但木星內部只有28萬度,而且壓力也小得多!完全不足以點燃氫元素聚變!

而氫彈爆炸確實可以超過這個溫度,但卻無法保持多久,並且這個熱量會被迅速散失,很快就失去了聚變的條件!因此用氫彈引爆這條路被堵死了!

其實木星走向恆星之路還有一個可能,就是未來在太陽的白矮星時代獲取太陽擴散到太陽系裡的氣殼,因為它將丟失超過50%的質量,如果全部被木星獲取的話,成為一顆新的恆星是完全有可能的!

但木星要從這些薄薄的行星狀星雲中獲取超過自身將近80倍的質量,這個難度實在有些高,因此我們基本上可以肯定,可憐的木星這輩子是成不了太陽了,下輩子投胎的時候選個物質豐富一點的星雲哈,因為太陽系裡的99.86%的物質已經被太陽給擼完了哈......


星辰大海路上的種花家


當然引爆不了。

解讀題主的原意,是在木星上爆炸一顆氫彈,然後希望引爆木星,導致木星進入持續性的核聚變反應,變得發光發熱,這才是題主的原意。

但核聚變反應是需要極其苛刻的條件才能發生,又需要更加苛刻的條件才能保持持續發生,這個條件就是難以想象的、持續的高溫與高壓才可能產生核聚變。

核聚變需要高溫高壓的原因很簡單,核聚變是原子核的融合,而原子核都帶正電,相互排斥力很大,而要克服這種核排斥力,原子核只有在極高速的情況下利用運動慣性可以克服排斥力而撞進原子核來實現核融合,這就是核聚變。而對於原子核來說,熱運動速度實際上就是溫度,因為需要極高的溫度導致原子核具備極高的運動速度,這是核聚變的基礎條件。而壓力則是顯著的提高單位體積內的原子核密度,從而增加核碰撞幾率,提高核聚變速度。

核聚變所需高溫是上千萬度的溫度,壓力則最少需要數百萬個大氣壓以上,而且高溫與高壓是兩個互補的條件,溫度特別高則壓力可以下降,或者壓力特別大則溫度可以下降。比如太陽內部也只有核心區發生核聚變,那裡的溫度是1500萬度,壓力數千萬個大氣壓,導致核心的氫等離子體的密度達到了150g/ cm³,在地球上最輕的氫氣在太陽核心卻比黃金重多少倍了,這就是高壓所致。

但用氫彈去引爆木星時,你提供不了持續的高溫與高壓,核聚變反應根本就無法發生,更談不上持續發生了。

地球上的氫彈爆炸時,也只是在其精心設計的核心區域,在數十個微秒(us)的時間內可以達到這個核聚變條件,就是在這短短的數十微秒內,迅速的把聚變條件門檻較低的氫同位素(氚或者氘)聚變為氦,釋放大量的能量,數十微秒後,這個條件就不再具備,因此對於氫彈而言,只是一瞬間的核聚變過程,而且也有個核材料的利用效率問題,人類第一顆氫彈的核效率1%都不到,到了今天美國最先進的W88氫彈據說可以接近90%的核材料利用效率。

實際上,即便是在木星內核,核聚變需要的這個苛刻條件也無法達到,依據理論計算,木星還需要再增大10-20倍,才可能在內核產生可持續的核聚變反應,木星還需要增大數十倍才能變成一個矮恆星,發出暗紅色的光芒。

實際上,上述假設是經過實際驗證的,94年蘇梅克彗星撞擊木星時,其總能量大約相當於數百萬顆氫彈同時爆炸的威力,這比題主的引爆一顆氫彈強大多了,但木星什麼事情都沒發生。


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