​太阳光到地球需要多长时间（科普太阳光照射到地球的时长）

太阳光到地球需要多长时间（科普太阳光照射到地球的时长）

太阳光到地球需要8分钟？

我们经常听说：太阳光到地球需要8分钟。那这个时间是咋来的呢？

实际上，这个时间准确来说是8分20秒，更准确一点是8分17秒。这个结果其实很简单，就是太阳和地球之间的距离1.5亿公里，除以光的速度3*10^8m/s，就可以得到。

但是我们要知道的是太阳表面是不产生光子的，太阳向外辐射的光子其实是太阳内核产生的，实际上一个光子从产生到传播到地球，大概需要14万年的时间。那具体是咋回事呢？

太阳核聚变反应

在宇宙中有许许多多的天体，科学家把它们分类为恒星、行星、卫星等等。但实际上，分类其实也不是固定的，而是动态的。比如，冥王星曾经就是九大行星之一，后来被降级了，如今太阳系是八大行星。

分类的变化其实是科学家对于天文学的认知在发生变化。如今我们知道，在宇宙中，有一个关键因素会决定天体的分类，这个关键因素就是：质量。因此，就有了"质量为王”的说法。恒星有一个最小的质量门槛，这个门槛就是太阳质量的7%，低于这个值，就无法成为恒星，高于这个值，就可以成为恒星。

如果从本质上看，为什么高于这个质量就可以成为一颗恒星呢？

在中国有句老话叫做物极必反，就可以很好的概括这个事。我们知道，引力和质量有关，但天体的质量巨大时，引力也会非常大。就拿太阳来说，它占据了整个太阳系99.86%以上的质量，是绝对的主宰。

太阳的引力牵引着太阳系内的天体，同时也在挤压自身。如果没有任何的斥力存在，那么太阳应该会在引力的作用下收缩成一个点。但事实上，并没有。这是因为太阳在挤压自身的过程中引发了核聚变反应，核聚变产生了对外的压力，和引力形成了动态平衡。那为什么会促发核聚变反应呢？

这是因为在引力的作用下，太阳内核的温度会升高，这个温度大概可以达到1500万度。在这个温度环境下，原子结构已经无法保全了。我们知道原子是由原子核和电子构成的，在这样的环境下，电子会获得足够多的能量，摆脱原子核的束缚，开始放飞自我。因此，太阳的内核当中，其实是呈现等离子态的，原子核、电子、光子在其中到处乱串。

不过，核聚变反应其实是需要原子核之间进行结合。构成太阳的主要是氢原子和氦原子，其中氢原子占大头。氢原子丢了一个电子，剩余的原子核内也只有一个质子。因此，太阳内部其实有大量的质子。质子是带正电的，同种电荷是相排斥的，只要足够大的能量才能使得两个质子结合，发生核聚变。照理说，太阳内部的温度只有1500万，而能促发两个质子发生核聚变反应的基本门槛是一亿度，因此反应本不应该发生。

不过，在微观世界当中，存在着量子隧穿效应。意思是说，即便是在宏观上不可能发生的反应，在微观世界中，也有极其低的概率发生。由于太阳足够巨大，粒子数足够多，即使再低的概率，乘以这个基数，也有可能发生。因此，反应才得以发生。最终，通过三个阶段，四个质子转化成一个氦核，并且释放出大量的能量。

这个反应其实很缓慢，并不是像原子弹那样全炸了，这才使得太阳可以持续地烧下去。在整个过程中，每3个光子的产生，同时产生2个中微子。中微子由于不参与到电磁相互作用，并且本身质量极其小，就会先奔向广阔的宇宙。

光子是参与到电磁相互作用的，由于太阳内部是等离子态。因此，光子会被困在太阳内部，跌跌撞撞地向外移动。据科学家统计，光子大概平均要花14万年的时间，才能来到太阳的表面。

然后再过8分钟17秒，达到地球。不过，以上其实都是以人类的视角来看光子，那如果从光子的视角来看这件事情，它从产生那一开始到抵达地球，一共花了多少时间呢？

从光子的角度

1905年被称为爱因斯坦的奇迹年，在这一年，爱因斯坦提出了四个开创性的理论，其中就包括了狭义相对论。在狭义相对论中，爱因斯坦统一了时间和空间，他认为两者并不是分立的，两者应该结合起来看。那这样应该咋理解呢？

爱因斯坦其实是回归到了时间本身的定义。在物理学中，时间的定义是周期性的变化，说白了，时间就是一种运动。如果时间是一种运动，那时间就应该会受到运动状态的影响，处于不同运动状态的物体，感受到的时间就应该是不同的。

但一个物体相对于其他的物体的运动速度越快，它相对于对方的时间膨胀越严重，也就是说，对方看到它的时间流逝得很慢。而在宇宙中，极限速度就是光速，这就意味着，处于光速时，光子的时间相对于外界是无限膨胀的，也就是说，对于光子而言，外界都世界末日了，它这里还没有一瞬间。因此，从光子诞生，到光子达到地球，其实从光子的角度来看，几乎就是一瞬间达到的。