太阳有斑点：以下是我们迄今为止对它们的了解-菜科网

【菜科解读】

　　在与我们的太阳相关的所有特征中，太阳黑子是迄今为止最显眼的。

早在望远镜发明之前，中国编年史就记录了无数次看到太阳表面的黑暗区域，显然是在太阳光线被云层和薄雾明显变暗时看到的，尤其是在日出或日落时。

　　1610 年，当伽利略通过他的简陋望远镜观察太阳时，他失明了一个星期，视力仍然受到永久性影响。

但他想出了一个解决办法：他把房间调暗，把望远镜放在百叶窗的一个开口处，把太阳的图像投影到一张纸上；

因此，他安全地捕捉到了太阳的图像，并因此能够沿着太阳黑子的路径前进。

几天后，它们在太阳圆盘上移动，在一个边缘消失，然后在另一侧重新出现。

很明显，太阳和地球一样绕着一个轴旋转。

　　根据对太阳黑子的观察，科学家们现在推断太阳在赤道自转最快，一整圈需要 25 天，而在两极附近大约需要 29 天。

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　　对比问题

　　太阳黑子最初给人的印象是太阳表面的黑色雕刻孔。

在太阳表面（称为光球层），温度约为 11,000 华氏度（6,100 摄氏度）。

但是太阳黑子的温度要低得多，平均约为 8,000 F（4,400 C）。

因此，该斑点看起来比周围区域更暗，因为它更冷，因此与表面的其余部分相比发出的光更少。

　　但是请不要误会，如果您能以某种方式将太阳黑子从太阳表面取出并自行放置在天空中，它会显得耀眼——就像一百个满月一样明亮！

　　黑子的黑暗、形状不规则的中心或本影的直径范围可以从大约 900 英里（1,400 公里）到超过 50,000 英里（80,000 公里）。

这被称为半影的不太暗的区域所包围，该区域的大小通常是太阳黑子的两倍多——20 多个地球很容易消失在其中。

这些斑点经常成对或成群地游过炽热气体的海洋；

它们迅速增长，然后缓慢下降。

　　磁暴

　　尽管数百年来天文学家一直在研究太阳黑子，但这些黑子的确切原因仍然未知。

它们具有强大的磁场，似乎是巨大的太阳风暴，这可能是由更深的周期性变化引起的。

1859年9 月 1 日，英国天文学家理查德·C·卡灵顿（Richard C. Carrington）定期绘制太阳黑子图。

他望远镜中的太阳图像被过滤以降低其刺眼的亮度，但突然在一组太阳黑子中出现了两个明亮的光点。

　　起初，卡灵顿认为他的过滤器中有一个缝隙，可以让充足的阳光透过，但斑点变得更亮了。

他是第一个目睹太阳耀斑的人；

太阳表面因突然释放能量而产生的热气间歇泉。

几分钟之内，全世界每个观测站的磁针都在狂野的舞蹈中旋转。

　　从那时起，太阳耀斑和太阳黑子之间的相关性就已经确立。

通常，斑点越多，大耀斑的可能性就越大。

通常，在耀斑爆发后不久，大量带电粒子流以 200 万英里/小时（320 万公里/小时）或更高的速度飞过太空，最终与高层大气中的稀薄气体发生碰撞，后者可以燃烧成一个多彩的战场类似于弧线、流光和光线的漫射移动和发光的光：北极光或北极光。

　　大多数极光显示发生在地球磁极周围的北极地区，但在极少数情况下，异常大的太阳黑子或太阳耀斑会将它们的能见区推过加拿大，并向下进入美国中部甚至南部。

（卡灵顿目睹的耀斑导致北极光远在加勒比海以南都能看到！）但是随着这个壮观的天空表演，这种磁扰可以向地球大气层发送电涌，这可能会中断无线电通信并导致公用事业公司断路器跳闸，切断电源。

1989 年 3 月的一次这样的爆发使加拿大魁北克的电力中断了9个小时。

　　周期性斑点

　　发现太阳周期的人是德国德绍的海因里希·施瓦贝。

他的初衷是从 1825 年开始每天对太阳进行观测，希望在水星轨道内发现一颗穿过太阳圆盘的行星。

这颗行星并不存在，但 17 年来，在每个阳光明媚的日子里，施瓦贝都画出了太阳的圆盘，记录了他能看到的所有点点，从微小的点到巨大的、杂乱的瑕疵。

施瓦贝发现了一个明显的周期——11年间太阳黑子活动的增加和减少。

从那以后，可以想象到的一切都被用来检验与11年太阳黑子周期的关系:股票市场、战争、流行病、威士忌的价格，甚至加拿大毛皮动物的繁殖力！

　　太阳黑子会影响我们的天气吗？

　　一些科学家认为他们确实如此。

在 19 世纪后期，两位天文学家 Edward Maunder 和 Gustav Sp？rer 发表的论文指出，在 1645 年至 1715 年之间，太阳黑子变得极为罕见。

有趣的是，同样的 70 年间隔大致与“小冰河时代”的中期相吻合，在此期间欧洲和北美经历了比平均温度低得多的温度。

　　然而，在过去的十年中，天文学家注意到太阳经过了异常漫长的延伸而没有任何太阳黑子。

即使在最近的 2014 年太阳活动极大期，太阳黑子数量也比正常水平低 36％。

一些人认为，我们可能会开始另一个长时间的太阳黑子极小期，类似于 375 年前的那个，并且最终会导致另一场异常寒冷的天气——有人称之为“全球变冷”。

　　然而，许多环境科学家强烈反对，指出 17 世纪末和 18 世纪初的小冰河时代更有可能是由全球异常高水平的火山活动引起的，火山活动向大气中喷出广泛的灰烬和尘埃云。

据美国宇航局称，这种气溶胶云就像一个大气阴影，可以减少入射的阳光，这可能是小冰河时代的主要原因。

　　无论如何，这仍然是一个有争议的问题。

　　一种新的太阳能预测工具

　　2007 年，空间环境中心更名为空间天气预报中心，最近它在其工具套件中添加了一个新的、首创的空间天气预报模型，以提高预测能力。

　　这种名为全大气模型-电离层等离子体层电动力学（WAM-IPE）空间天气预报模型的新工具将预测地球高层大气对太阳和地磁风暴的反应。

它还有助于预测总电子含量，这对通信和导航系统很重要。

新的中性密度场产品将有助于卫星运营商和地面跟踪系统的轨道预测和空间态势感知。

　　“没有糟糕的天气，只有糟糕的准备。

”美国宇航局人类探索和运营任务理事会首席科学家杰克·布莱彻说。

“太空天气就是这样——我们的工作是做好准备。

”

　　相互矛盾的预测

　　太阳活动在 2019 年 12 月触底反弹，标志着新的太阳黑子周期的开始——第 25 号。

目前的预期是我们将在 2025 年年中左右达到最大值。

但即便如此，并非所有的太阳能科学家都在关于它最终会变得多强的问题上达成一致。

普遍的共识是，太阳活动周期 25 可能开始缓慢，但会在 95 到 130 个太阳黑子范围内达到峰值。

这远低于太阳黑子的平均数量，每个太阳周期的平均太阳黑子数量范围通常为 140 到 220 个太阳黑子。

　　然而，2020 年 11 月发表在《太阳物理学》杂志上的预测截然相反，预测“太阳黑子太阳周期 25 的强度可能与记录开始以来的前几个数量相媲美”。

　　所以，看来我们只需要等待，看看未来几个月和几年会发生什么。

但即使结果证明太阳周期低于平均水平，这并不意味着没有极端太空天气的风险。

“太阳对我们日常生活的影响是真实存在的。

SWPC一年365天，每天24小时都有工作人员，因为太阳总是能给我们一些预测的东西。

”太空天气预测中心的太阳物理学家道格·比塞克指出。

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”
托卡马克（Tokamak）是目前最主流的可控核聚变装置，核心是用强磁场把上亿度高温的等离子体约束在环形真空室，实现氘氚聚变，被视为人类迈向 “人造太阳” 的核心路线。
一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。
诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。
二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。
三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。
极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。
螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。
加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。
辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。
聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。
带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；
不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。
副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。
三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。
磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。
包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。
偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。
四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。
EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。
ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。
五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。
能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。
材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。
氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。
六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；
无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。
前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳
3月2日消息，黑洞里面是什么?科学家们试图通过人造黑洞模拟黑洞运转方式，从而揭开黑洞里面可能产生什么物质的谜题。
目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。
美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。
位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。
吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。
目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。
吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。
吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。
因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。
如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。
其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。
而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。
它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。
一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。
科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。
吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。
特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。
黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。
还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。
但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。
"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。
"