太阳表面的温度(太阳对于人类的意义)

在人类文明的早期，太阳、月亮和星星被当作神来崇拜。它们是崇高的，广阔的，神秘的，挂在天上，永恒的。美学产生了，神学起源于此，科学也起源于此。观星是人类迈向宇宙星空的第一步。哥白尼日心说向公众揭示了宇宙的奥秘。之后一步一步，从天文望远镜到卫星、飞船，人类对宇宙星空的探索从未停止。

宇宙中恒星的寿命长达数亿年，而现代人类文明只有几千年。至于宇宙，我们还是婴儿，对宇宙的认知自然很浅薄。就太阳而言，它已经挂在天上空几十亿年了，但我们只知道它属于一颗恒星，每时每刻都在发生聚变和裂变，太阳也有寿命。但是，说到太阳的形成、结构、形状等等，就只有非常粗浅的认识了。

太阳的温度

人体的恒温是37.5摄氏度，植物在25摄氏度就会发芽生根。太阳作为无穷无尽的光和热的来源，其表面温度会达到什么程度？这个问题被科学家们孜孜不倦地探索着。随着现代科学的发展和进步，人类对太阳的认识不断加深。在测量仪器的帮助下，对太阳的体积、距离、质量和温度的研究取得了一定的进展。

很长一段时间，人们没有办法测量太阳的温度，一切都停留在想象的阶段。直到俄国天文学家Tseraski对太阳的温度作出实验估计，才揭开了研究太阳的序幕。受Tseraski聚焦实验的启发，制作了凹面镜来聚集太阳的光点，将亮点照射在金属片上，通过观察金属片来判断太阳的温度。

但这个实验只能初步确定太阳的温度高于3500℃，无法计算太阳光折射中的热损失和聚焦效应。太阳表面的真实温度是多少？没有准确的结论。在Tseraski的实验之后，后来的科学家充分发挥了他们的创造力。

1879年，斯特凡发现了玻尔兹曼定律。他发现任何物体的温度和辐射之间都有一个稳定的关系，即成正比，就连太阳也不例外。借助这一定律，科学家用仪器测量收集到的太阳辐射量，计算推测出太阳表面温度为6000℃。

普朗克黑体辐射定律下的太阳表温

现代科学研究已将太阳表面温度精确定位到5500℃，远远超过金、铁、钨等金属材料的熔点。即使是目前最耐热的材料，在太阳表面也不可避免地会融化。

现代科学家是如何得出这个结论的？不同于以往的辐射定律，现代科学研究用光谱来分析太阳的温度。现代科学研究发现，只要温度高于0K，大到日月星辰，小到花草树木鸟兽，都会有特定的电磁波向外辐射，不同温度的物体电磁波谱也是不同的。

以金属铁为例。加热时，铁的电磁辐射率和频率会一直变化，颜色也有明显的不同，逐渐由红变白。科学家通过电磁波谱的形状来推断物体的温度和热量变化。

在这里，著名的定律——普朗克黑体辐射定律可以说明这个定律。通过普朗克黑体辐射定律，人类终于可以精确测量太阳的温度。根据普朗克黑体辐射定律，结论是5772 K，也就是5499℃。

不仅如此，普朗克黑体辐射定律下的理论曲线与太阳波段实际测量的电磁波谱曲线非常一致，普朗克黑体辐射定律的正确性可以通过两相证据来证实。随后，5499℃被各大机构统一采用，成为太阳表面温度的标准答案。

人类登陆太阳的希望

太阳作为太阳系中最古老的恒星，亿万年来一直为其他行星提供光和热，同时也紧紧束缚着八大行星，为地球提供了稳定的生存环境。遗憾的是，我们目前对太阳的了解还很浅薄，只能远距离观测。真正探索太阳几乎是不可能的。

根据现在的观测，太阳表面温度为5499摄氏度，但恒星核心的最高温度接近1500万摄氏度。仅仅是靠近太阳表面就足以让任何探测器化为灰烬。从目前地球能产生的材料来看，熔点最高的钨会在3410摄氏度熔化，而最耐热的材料石墨只能坚持到3820摄氏度，远远达不到标准。

所以未来登陆太阳的希望在于合金材料。科学家已经开发出熔点为4215摄氏度的铪合金。如果能制造出类似的合金材料来制造航天器和探测器，有望登陆太阳。