《宇宙从一粒尘埃开始》第四节

本节讲述如何利用日震学和核聚变知识推算太阳年龄。科学家通过分析太阳的压力波震动得知其内部氦含量，太阳物质中4.2%是核聚变产生的氦，内核氦含量最高达27%……

本节讲述如何利用日震学和核聚变知识推算太阳年龄。科学家通过分析太阳的压力波震动得知其内部氦含量，太阳物质中4.2%是核聚变产生的氦，内核氦含量最高达27%，这与大爆炸理论预测的氦含量接近。根据太阳能量输出速率（1838年由普雷特测出太阳常量约1.36千瓦/平方米）和核聚变反应中四个氢原子合成一个氦原子释放26.72MeV能量的数据，可算出太阳每秒产生约9.1×10^56个氦原子，进而得出太阳年龄约44亿年。这一结果与通过放射性衰变测量的地球、月球及陨石岩石年龄一致，印证了太阳与地球约46亿年前同源于一团气尘的理论。

本节还介绍了原子的基本知识：所有物质由原子构成，原子核集中了主要质量，几乎空心，外围电子决定其化学属性。原子核由质子和中子组成，质子和中子又由夸克和胶子构成。原子核能发生α衰变（喷射氦核，如钚-238用于心脏起搏器、镅-241用于烟雾报警器）和β衰变（如铯-137衰变为钡-137，半衰期30年）。放射性衰变具有随机性，无法预测单个原子何时衰变，这是量子物理学的基本特征。α衰变涉及量子隧穿现象。β衰变在医学PET扫描中应用广泛，氟-18衰变产生正电子，与电子湮灭产生光子，用于人体成像，是基础物理应用于日常生活的典范。